JP5625140B2 - ORGANIC LIGHT-EMITTING MATERIAL, ORGANIC LIGHT-EMITTING MATERIAL MANUFACTURING METHOD, AND ORGANIC LIGHT-EMITTING ELEMENT - Google Patents

ORGANIC LIGHT-EMITTING MATERIAL, ORGANIC LIGHT-EMITTING MATERIAL MANUFACTURING METHOD, AND ORGANIC LIGHT-EMITTING ELEMENT Download PDF

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Description

本発明は、有機発光材料、有機発光材料の製造方法、及び有機発光素子に関する。特に、製膜した場合に、水平配向性等に優れた有機発光材料(以下、配向性発光材料と称する場合がある。)、そのような有機発光材料の製造方法、及びそのような有機発光材料をホスト材料として用いてなる有機発光素子に関する。   The present invention relates to an organic light emitting material, a method for producing the organic light emitting material, and an organic light emitting element. In particular, when a film is formed, an organic light-emitting material excellent in horizontal orientation and the like (hereinafter sometimes referred to as an oriented light-emitting material), a method for producing such an organic light-emitting material, and such an organic light-emitting material The present invention relates to an organic light emitting device using as a host material.

従来、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)の発光効率を向上させる試みとして、蛍光のかわりに、リン光を用いることが提案されている。
すなわち、有機EL素子の発光層において、主成分のホスト材料に対して、所定量のリン光発光材料を含むとともに、リン光発光材料の励起三重項状態を主として利用すれば、高い発光効率が達成されると予想される。というのも、有機EL素子内で電子と正孔が再結合する際には、スピン多重度の異なる励起一重項状態と、励起三重項状態とが1:3の割合で生成されると考えられるためである。
したがって、励起一重項状態から基底状態に戻る際の発光である蛍光を利用する場合には、励起子(100%)の25%程度しか利用出来ないのに対し、励起三重項状態から基底状態に戻る際の発光であるリン光を利用する場合には、多くの励起子の利用が可能である。すなわち、項間交差を起こすことによって、リン光を発する励起子に変わることができるので、励起一重項状態が、励起三重項状態に変化し、励起子の100%の利用が可能であることから、発光効率の向上が期待される。
Conventionally, as an attempt to improve the light emission efficiency of an organic electroluminescence device (organic EL device), it has been proposed to use phosphorescence instead of fluorescence.
That is, in the light emitting layer of the organic EL element, a high amount of phosphorescent light emitting material is included with respect to the main component host material, and high emission efficiency is achieved by mainly using the excited triplet state of the phosphorescent light emitting material. Expected to be. This is because when an electron and a hole are recombined in an organic EL element, an excited singlet state and an excited triplet state having different spin multiplicity are generated at a ratio of 1: 3. Because.
Therefore, when using fluorescence that is light emission when returning from the excited singlet state to the ground state, only about 25% of the exciton (100%) can be used, whereas the excited triplet state is changed to the ground state. When using phosphorescence, which is light emission when returning, many excitons can be used. That is, by causing intersystem crossing, it can be changed to an exciton that emits phosphorescence, so that the excited singlet state changes to an excited triplet state, and 100% of the exciton can be used. Improvement in luminous efficiency is expected.

そこで、このように発光効率を向上させるべく、カルバゾル化合物をホスト材料とするとともに、リン光性のイリジウム錯体材料をドープしてなる発光層を備えた有機EL素子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
より具体的には、陽極と、リン光性のイリジウム錯体材料を含む発光層と、有機化合物からなる電子輸送層と、陰極と、が順次積層されてなる有機EL素子であって、発光層は、カルバゾル化合物をホスト材料として、イリジウム錯体材料を0.5〜8重量%の範囲で含有することを特徴とする有機EL素子である。
なお、代表的なリン光性のイリジウム錯体材料として、下式(A)で表わされるトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(以下、Ir(PPY)3と称する場合がある。)が、開示されている。
Thus, in order to improve the light emission efficiency in this way, an organic EL element having a light emitting layer formed by doping a carbazole compound as a host material and doping a phosphorescent iridium complex material has been proposed (for example, patents). Reference 1).
More specifically, it is an organic EL device in which an anode, a light emitting layer containing a phosphorescent iridium complex material, an electron transport layer made of an organic compound, and a cathode are sequentially stacked, An organic EL device comprising an iridium complex material in a range of 0.5 to 8% by weight using a carbazole compound as a host material.
As a typical phosphorescent iridium complex material, tris (2-phenylpyridine) iridium (hereinafter sometimes referred to as Ir (PPY) 3 ) represented by the following formula (A) is disclosed. Yes.

Figure 0005625140
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また、発光特性や素子の寿命を改善すべく、所定構造を有するリン光性の有機金属錯体及びそれを発光層に含有してなる発光素子が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
より具体的には、下式(B)で表わされる長い炭素鎖の末端にあるβ−ジカルボニルと、2−フェニルピリジン2分子と、が白金原子等に配位しており、かつ、炭素鎖の他端にあるβ−ジカルボニルが同様の配位構造を採るリン光性の有機金属錯体であって、それを発光層に含有してなる発光素子(有機EL素子)が提案されている。
In addition, a phosphorescent organometallic complex having a predetermined structure and a light-emitting element containing the same in a light-emitting layer have been proposed in order to improve the light-emitting characteristics and the lifetime of the element (for example, see Patent Document 2).
More specifically, β-dicarbonyl at the end of the long carbon chain represented by the following formula (B) and two 2-phenylpyridine molecules are coordinated to a platinum atom or the like, and the carbon chain There has been proposed a light-emitting element (organic EL element) in which β-dicarbonyl at the other end is a phosphorescent organometallic complex having a similar coordination structure and is contained in a light-emitting layer.

Figure 0005625140
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一方、ドーパント材料として、所定の含フッ素トリフェニルアミン化合物を用いるとともに、所定のホスト材料を用いてなる、高効率で、長寿命の有機発光素子が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
より具体的には、発光層に、ドーパント材料として、下式(C)で表わされる含フッ素トリフェニルアミン化合物を用いるとともに、ホスト材料として、下式(D)または(E)で表わされるフルオレン化合物を用いることを特徴とした有機発光素子である。
On the other hand, a high-efficiency, long-life organic light-emitting device using a predetermined fluorine-containing triphenylamine compound as a dopant material and a predetermined host material has been proposed (for example, see Patent Document 3). .
More specifically, a fluorine-containing triphenylamine compound represented by the following formula (C) is used as a dopant material in the light emitting layer, and a fluorene compound represented by the following formula (D) or (E) is used as a host material. It is an organic light emitting element characterized by using.

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特開2001−313178号公報(特許請求の範囲等)JP 2001-313178 A (Claims etc.) 特開2007−277170号公報(特許請求の範囲等)JP 2007-277170 A (Claims etc.) 特許第4311707号公報(特許請求の範囲等)Japanese Patent No. 4311707 (claims, etc.)

しかしながら、特許文献1に開示されたリン光性のイリジウム錯体材料も、特許文献2に開示されたリン光性の有機金属錯体も、それぞれ製膜した際の水平配向性が不十分であって、遷移モーメントが揃っていないことから、未だ高輝度のリン光発光素子が得られないという問題が見られた。
また、特許文献1に開示されたリン光性のイリジウム錯体材料も、特許文献2に開示されたリン光性の有機金属錯体も、それぞれ有機EL素子の発光層に使用された場合、ホスト材料としてのカルバゾル化合物等に対して、配合可能な添加量範囲が狭いという問題も見られた。
However, both the phosphorescent iridium complex material disclosed in Patent Document 1 and the phosphorescent organometallic complex disclosed in Patent Document 2 have insufficient horizontal orientation when formed into films, respectively. Since the transition moments are not uniform, there has been a problem that a phosphorescent light emitting device having high luminance cannot be obtained yet.
In addition, when the phosphorescent iridium complex material disclosed in Patent Document 1 and the phosphorescent organometallic complex disclosed in Patent Document 2 are used in the light emitting layer of the organic EL element, respectively, as host materials There was also a problem that the range of addition amount that can be blended was narrow with respect to the carbazol compound.

さらに、特許文献3に開示された、含フッ素トリフェニルアミン化合物は、ドーパント材料として用いられており、リン光を発光しえないことから、発光効率が未だ低いという問題が見られた。
その上、特許文献3に開示された有機発光材料は、所定のフルオレン化合物をホスト材料として用いなければならず、得られる有機発光材料のコストが高くなって、経済的に不利であるという問題も見られた。
なお、特許文献3に開示された有機発光材料のように、末端のフェニル基におけるパラ位へメチル基を導入した場合、有機分子からなる薄膜のアモルファス性を著しく下げる傾向があるため、ドーパント材料としての使用には適していても、ホスト材料としての使用については、従来不利であると考えられていた。
Furthermore, since the fluorine-containing triphenylamine compound disclosed in Patent Document 3 is used as a dopant material and cannot emit phosphorescence, there has been a problem that the luminous efficiency is still low.
In addition, the organic light-emitting material disclosed in Patent Document 3 must use a predetermined fluorene compound as a host material, which increases the cost of the resulting organic light-emitting material and is disadvantageous economically. It was seen.
In addition, when the methyl group is introduced into the para position of the terminal phenyl group as in the organic light-emitting material disclosed in Patent Document 3, the amorphous property of the thin film made of organic molecules tends to be remarkably lowered. Although it is suitable for use as a host material, it has been conventionally considered disadvantageous for use as a host material.

そこで、本発明者らは、以上のような事情に鑑み、分子内に、所定のドナー・アクセプター構造を導入することにより、製膜した場合に、良好な水平配向性等を示し、ひいては、有機発光材料のホスト材料として用いた場合、低電圧の印加であっても、相対的に高電流値が得られるとともに、高い外部発光効率(EQE)が得られることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、良好な水平配向性等を示す有機発光材料、そのような有機発光材料の効率的な製造方法、及びそのような有機発光材料を用いてなる低電圧駆動等が可能な有機発光素子を提供することにある。
Therefore, in view of the circumstances as described above, the present inventors show good horizontal orientation and the like when a film is formed by introducing a predetermined donor-acceptor structure in the molecule. When used as a host material of a luminescent material, it was found that a relatively high current value can be obtained even when a low voltage is applied, and a high external luminous efficiency (EQE) can be obtained, and the present invention has been completed. Is.
That is, an object of the present invention is to enable an organic light-emitting material exhibiting good horizontal orientation, an efficient manufacturing method of such an organic light-emitting material, and a low-voltage drive using such an organic light-emitting material. An organic light emitting device is provided.

本発明によれば、下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられることを特徴とする有機発光材料が提供され、上述した問題点を解決することができる。   According to the present invention, represented by the following general formula (1), an electron acceptor tetrafluoroarylene structure is formed at the central portion, and a diphenylamine structure is formed at both ends via an electron donor arylene group. An organic light emitting material characterized by having a donor-acceptor type molecular structure comprising, and being used as a host material can solve the above-mentioned problems.

Figure 0005625140
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(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )

すなわち、分子内にドナー・アクセプター型分子構造を有することにより、製膜した場合に、優れた水平配向性等を得ることができる。
したがって、このような有機発光材料を、有機EL素子(リン光発光素子)の発光層におけるホスト材料として用いた場合、低電圧の印加であっても、相対的に高電流値が得られ、さらには、低電流の注入によっても、高い外部量子効率(EQE)を得ることができる。
また、両末端に存在するジフェニルアミン構造は、それぞれアモルファス性を向上させると考えられ、このような有機発光材料であれば、全体としてのホスト材料の結晶化を有効に抑制できるとともに、ドーパント材料を、比較的幅広い配合量であっても、均一に混合分散できるという効果を得ることができる。
なお、ドナー・アクセプター型分子構造は、電子ドナー性のアリーレン基と、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、電子ドナー性のアリーレン基と、が順次並んで基本的に構成されているが、電子ドナー性のアリーレン基の末端に連結されたジフェニルアミン構造を含んで、一つの電子ドナー性構造として考えることができる。
すなわち、電子ドナー性のジフェニルアミン構造を含むアリーレン基と、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、電子ドナー性のジフェニルアミン構造を含むアリーレン基と、が順次並んで構成されていると考えることができる。
That is, by having a donor-acceptor type molecular structure in the molecule, excellent horizontal orientation and the like can be obtained when the film is formed.
Therefore, when such an organic light emitting material is used as a host material in a light emitting layer of an organic EL element (phosphorescent light emitting element), a relatively high current value can be obtained even when a low voltage is applied. High external quantum efficiency (EQE) can be obtained even by low current injection.
In addition, the diphenylamine structures present at both ends are considered to improve the amorphous properties, respectively, and such an organic light-emitting material can effectively suppress crystallization of the host material as a whole, Even if the blending amount is relatively wide, it is possible to obtain the effect of being able to uniformly mix and disperse.
The donor-acceptor type molecular structure is basically composed of an electron donor-type arylene group, an electron-acceptor-type tetrafluoroarylene structure, and an electron-donor-type arylene group sequentially arranged. It can be considered as one electron donor structure including a diphenylamine structure linked to the terminal of the donor arylene group.
That is, it can be considered that an arylene group including an electron donor diphenylamine structure, an electron acceptor tetrafluoroarylene structure, and an arylene group including an electron donor diphenylamine structure are sequentially arranged.

また、置換基R 1 〜R 4 およびa〜hを、このように構成することによって、製造することが比較的容易であり、安価かつ特性が安定的な有機発光材料を得ることができる。
Further , by constituting the substituents R 1 to R 4 and a to h in this way, it is possible to obtain an organic light emitting material that is relatively easy to manufacture, inexpensive and stable in characteristics.

また、本発明の有機発光材料を構成するにあたり、消衰係数の異方性から算出されるオーダーパラメータを−0.5〜−0.1の範囲内の値とすることが好ましい。
このようにオーダーパラメータを規定して構成することによって、有機発光材料の水平性を定量的に管理することができ、ひいては、所定の有機発光素子を構成した場合に、低電流の注入であっても、低電圧駆動が可能となって、長寿命化や効率化を図ることができる。
Further, in constituting the organic light-emitting material of the present invention, it is preferable to set the order parameter calculated from the anisotropy of the extinction coefficient to a value within the range of -0.5 to -0.1.
By defining and configuring the order parameters in this way, it is possible to quantitatively manage the horizontality of the organic light-emitting material. As a result, when a predetermined organic light-emitting element is configured, low current injection is possible. However, it is possible to drive at a low voltage, and it is possible to extend the life and efficiency.

また、本発明の有機発光材料を構成するにあたり、XYZ軸からなる立体空間において、垂直軸であるZ軸と、有機発光材料の分子の仮想軸線方向と、がなす角をθとしたときに、(90−θ)で表わされる水平角(θ2)を31°以下の値とすることが好ましい。
このように水平角を規定して構成することによって、有機発光材料の水平性を定量的に管理することができ、ひいては、所定の有機発光素子を構成した場合に、低電圧の印加であっても、比較的高電流値が得られることから、長寿命化や効率化を図ることができる。
Further, in configuring the organic light emitting material of the present invention, in a three-dimensional space composed of XYZ axes, when the angle formed by the Z axis that is the vertical axis and the virtual axis direction of the molecules of the organic light emitting material is θ, The horizontal angle (θ2) represented by (90−θ) is preferably set to a value of 31 ° or less.
By defining the horizontal angle in this way, the horizontality of the organic light emitting material can be managed quantitatively. As a result, when a predetermined organic light emitting element is configured, a low voltage is applied. However, since a relatively high current value can be obtained, it is possible to extend the life and efficiency.

また、本発明の別の態様は、下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられる有機発光材料の製造方法である。
そして、1,4−ジハロゲン化テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化アリールを準備する第1工程と、置換基R1〜R2を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第1のボロン酸エステル、および置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第2のボロン酸エステルをそれぞれ準備する第2工程と、ハロゲン化アリールの片末端のハロゲンと、第1のボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせた後、ハロゲン化アリールのもう一方の片末端のハロゲンと、第2のボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせる第3工程と、を含むことを特徴とする有機発光材料の製造方法である。
Moreover, another aspect of the present invention is represented by the following general formula (1), and an electron acceptor tetrafluoroarylene structure is formed in the central portion, and both ends thereof are bonded via an electron donor arylene group. This is a method for producing an organic light-emitting material having a donor-acceptor type molecular structure each containing a diphenylamine structure and used as a host material.
Then, 1,4-a first step of preparing a dihalogenated aryl halides consisting tetrafluoroethylene arylene, first boronic acid ester consisting of para-amino arylboronic acid ester having a substituent R 1 to R 2, and substituents A palladium catalyst comprising a second step of preparing a second boronic acid ester comprising a paraaminoaryl boronic acid ester having R 3 to R 4 , a halogen at one terminal of the aryl halide, and the first boronic acid ester And the base nucleophilic species are cross-coupled, and then the halogen at the other end of the aryl halide and the second boronic acid ester are cross-linked by the action of the palladium catalyst and the base nucleophilic species. And a third step of coupling the organic light-emitting material.

Figure 0005625140
Figure 0005625140

(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )

このように実施することにより、製膜した場合に、水平配向性等に優れた所定の有機発光材料を効率的に製造することができる。
したがって、このような有機発光材料を、有機EL素子における発光層のホスト材料として利用することにより、低電圧の印加であっても、相対的に高電流値が得られ、さらには、低電流の注入によっても、高い外部量子効率(EQE)を得ることができる。
なお、置換基R1〜R2の種類および置換基R3〜R4の種類が異なる場合、すなわち、非対称構造の有機発光材料であっても、あるいは、置換基R1〜R2の種類および置換基R3〜R4の種類が同一の場合、すなわち、対称構造の有機発光材料であっても、例えば、二段階ステップで、それぞれ効率良く製造することができる。
By carrying out like this, when forming into a film, the predetermined organic luminescent material excellent in horizontal orientation etc. can be manufactured efficiently.
Therefore, by using such an organic light-emitting material as a host material for the light-emitting layer in an organic EL element, a relatively high current value can be obtained even when a low voltage is applied. High external quantum efficiency (EQE) can also be obtained by implantation.
When the types of the substituents R 1 to R 2 and the types of the substituents R 3 to R 4 are different, that is, an organic light-emitting material having an asymmetric structure, or the types of the substituents R 1 to R 2 and When the types of the substituents R 3 to R 4 are the same, that is, even if the organic light emitting material has a symmetric structure, it can be efficiently produced, for example, in two steps.

また、本発明の有機発光材料の製造方法を実施するにあたり、第3工程において、ハロゲン化アリールに対して、第1のボロン酸エステルおよび第2のボロン酸エステルを、それぞれ滴下しながら、クロスカップリングさせることが好ましい。
このように実施すると、ボロン酸エステルの活性の寿命が短い場合であっても、滴下により、常にフレッシュなボロン酸エステルが供給されることから、ボロン酸エステルをクロスカップリングに有効に使用して、対称形でも、非対称形でも、所定の有機発光材料を効率的に製造することができる。
すなわち、このように実施することによって、電子アクセプター性が強く、鈴木カップリング等の反応性が極めて低いと考えられるハロゲン化アリールに対しても、所定のボロン酸エステルを有効に反応させることができ、所定の有機発光材料の収率を飛躍的に向上させることができる。
In carrying out the method for producing an organic light-emitting material of the present invention, in the third step, the first boronic ester and the second boronic ester are added dropwise to the aryl halide while cross-cups are added. It is preferable to ring.
When implemented in this way, even when the activity of the boronic acid ester is short, fresh boronic acid ester is always supplied by dripping. Therefore, the boronic acid ester is effectively used for cross-coupling. A predetermined organic light-emitting material can be efficiently manufactured, both symmetrically and asymmetrically.
That is, by carrying out in this way, a predetermined boronic acid ester can be effectively reacted even with an aryl halide considered to have a strong electron acceptor property and a very low reactivity such as Suzuki coupling. The yield of the predetermined organic light emitting material can be dramatically improved.

また、本発明のさらに別の態様は、下記一般式(1´)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられる有機発光材料の製造方法である。
そして、1,4−ジハロゲン化テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化アリールを準備する第1工程と、置換基R1〜R2または置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなるボロン酸エステルを準備する第2工程と、ハロゲン化アリールと、ボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせる第3工程と、を含むことを特徴とする有機発光材料の製造方法である。
Still another embodiment of the present invention is represented by the following general formula (1 ′), wherein an electron acceptor tetrafluoroarylene structure is formed at the central portion, and an electron donor arylene group is interposed at both ends thereof. Thus, there is provided a method for producing an organic light emitting material having a donor-acceptor type molecular structure each containing a diphenylamine structure and used as a host material.
Then, a first step of preparing an aryl halide comprising 1,4-dihalogenated tetrafluoroarylene, and a boronic acid comprising a paraaminoaryl boronic ester having substituents R 1 to R 2 or substituents R 3 to R 4 An organic light-emitting material comprising: a second step of preparing an ester; and a third step of cross-coupling the aryl halide and the boronic ester by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile. It is a manufacturing method.

Figure 0005625140
Figure 0005625140

(一般式(1´)中、置換基R1〜R2(または、R3〜R4)およびa〜d(または、e〜h)は、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 1 〜R 2 (または、R 3 〜R 4 )が共にメチル基である場合は除く。(In the general formula (1 ′), the substituents R 1 to R 2 (or R 3 to R 4 ) and a to d (or e to h) are each independently a hydrogen atom or a carbon number of 1 -4 alkyl group, except that R 1 to R 2 (or R 3 to R 4 ) are both methyl groups. )

このように実施することによって、ボロン酸エステルの活性の寿命が短い場合であっても、滴下により、常にフレッシュなボロン酸エステルが供給されることから、ボロン酸エステルをクロスカップリングに有効に使用して、対称形の有機発光材料を効率的に製造することができる。
すなわち、電子アクセプター性が強く、反応性が極めて低いと考えられるハロゲン化アリールに対しても、所定のボロン酸エステルを有効に反応させることができ、所定の有機発光材料の収率を飛躍的に向上させることができる。
By carrying out in this way, even when the activity life of the boronic acid ester is short, a fresh boronic acid ester is always supplied by dripping, so the boronic acid ester is effectively used for cross-coupling. Thus, a symmetrical organic light emitting material can be efficiently produced.
That is, a predetermined boronic acid ester can be effectively reacted even with an aryl halide considered to have a strong electron acceptor property and extremely low reactivity, and the yield of a predetermined organic light emitting material can be drastically increased. Can be improved.

また、本発明のさらに別の態様は、下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有する有機発光材料をホスト材料とし、それにドーパント材料を配合してなる発光層を備えることを特徴とする有機発光素子である。   Further, another aspect of the present invention is represented by the following general formula (1): an electron acceptor tetrafluoroarylene structure at a central site, and an electron donor arylene group at both ends thereof. An organic light-emitting device comprising a light-emitting layer formed by blending a dopant material with an organic light-emitting material having a donor-acceptor type molecular structure each containing a diphenylamine structure.

Figure 0005625140
Figure 0005625140

(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )

このように構成することにより、低電圧の印加であっても、相対的に高電流値が得られ、さらには、低電流の注入によっても、高い外部量子効率(EQE)が得られる有機発光素子を得ることができる。   With such a configuration, a relatively high current value can be obtained even when a low voltage is applied, and furthermore, an organic light emitting device that can obtain a high external quantum efficiency (EQE) even by low current injection. Can be obtained.

また、本発明の有機発光素子を構成するにあたり、ドーパント材料が、イリジウム錯体化合物およびプラチナ錯体化合物、あるいはいずれか一方であることが好ましい。
このように構成することにより、高輝度の発光(リン光)を、比較的低電流の注入によって、さらに安定的かつ長期間にわたって得ることができる。
In constituting the organic light-emitting device of the present invention, the dopant material is preferably an iridium complex compound and a platinum complex compound, or one of them.
With this configuration, high-luminance light emission (phosphorescence) can be obtained more stably and over a long period of time by injection of a relatively low current.

また、本発明の有機発光素子を構成するにあたり、ドーパント材料が、下記一般式(2)で表わされる、直鎖状の共役系構造と、2−フェニルピリジン配位子と、配位金属と、アセチルアセトナート配位子と、を分子内に有する水平配向性化合物であることが好ましい。   Further, in constituting the organic light emitting device of the present invention, the dopant material is represented by the following general formula (2), a linear conjugated structure, a 2-phenylpyridine ligand, a coordination metal, A horizontal alignment compound having an acetylacetonate ligand in the molecule is preferable.

Figure 0005625140
Figure 0005625140

(一般式(2)中、R5及びR6は、それぞれ独立しており、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20の置換アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20の置換アリール基、ハロゲン原子、またはアミノ基であり、a〜l、o〜sは、それぞれ独立しており、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20の置換アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20の置換アリール基、またはハロゲン原子であり、配位金属Mは、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、または金(Au)であり、繰り返し数m及びnは、それぞれ独立しており、0〜4の整数であり、かつ、m+nは少なくとも1以上の整数であり、但し、m+nが1の場合、R 5 およびR 6 が水素原子、炭素数1〜20の非置換アルキル基である場合を除く。
(In General Formula (2), R 5 and R 6 are each independently, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, carbon A substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a halogen atom, or an amino group, and a to l and o to s are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. A substituted alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 6-20 substituted aryl group, or a halogen atom, and the coordination metal M is platinum (Pt), iridium (Ir), nickel (Ni) , copper (Cu), or gold (Au), the repeating number m and n each are independently an integer of 0 to 4, and, m + n is Ri least 1 or more integer der, however, when m + n is 1, R 5 and R 6 are hydrogen atoms, Unless an unsubstituted alkyl group of prime 1-20.)

このように構成することにより、ドーパント材料の働きで、水平配向性をさらに向上させることができ、高輝度の発光(リン光)を、比較的低電流の注入によって、安定的かつ長期間にわたって得ることができる。
その上、水平配向性に富んだ所定のドーパント材料を用いていることから、所定厚さのフィルムに製膜し、それに対して所定角度(90°方向)から光を照射した場合に、基板に対して水平方向に、偏光性の高いリン光が得られるとともに、主成分のホスト材料に対して、幅広い配合量で添加することができる。
With this configuration, the horizontal orientation can be further improved by the action of the dopant material, and high-luminance light emission (phosphorescence) can be obtained stably and over a long period of time by injection of a relatively low current. be able to.
In addition, since a predetermined dopant material rich in horizontal orientation is used, when a film having a predetermined thickness is formed and irradiated with light from a predetermined angle (90 ° direction) to the film, the substrate is exposed. On the other hand, phosphorescence with high polarization can be obtained in the horizontal direction and can be added in a wide range of blending amounts with respect to the main component host material.

図1は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)を用いた有機EL素子のJ−Vプロットである。FIG. 1 is a JV plot of an organic EL device using a horizontally oriented organic light emitting material (Example 1). 図2(a)は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)を用いた有機EL素子の外部量子効率と、電流密度と、の関係を説明するために供する図であり、図2(b)は、非水平配向性の有機発光材料(比較例1)を用いた有機EL素子の外部量子効率と、電流密度と、の関係を説明するために供する図である。FIG. 2A is a diagram provided to explain the relationship between the external quantum efficiency of the organic EL element using the horizontally oriented organic light-emitting material (Example 1) and the current density. b) is a diagram provided to explain the relationship between the external quantum efficiency of an organic EL element using a non-horizontal alignment organic light-emitting material (Comparative Example 1) and the current density. 図3(a)〜(f)は、水平配向性の有機発光材料におけるドナー・アクセプター構造の導入効果を説明するために供する図である。FIGS. 3A to 3F are diagrams for explaining the effect of introducing a donor / acceptor structure in a horizontally oriented organic light-emitting material. 図4(a)〜(b)は、非水平配向性の有機発光材料(CBP)における配向状態を説明するために供する図である。FIGS. 4A to 4B are diagrams for explaining the alignment state in the non-horizontal alignment organic light emitting material (CBP). 図5は、基本的な有機EL素子の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a basic organic EL element. 図6は、電子注入層を含む有機EL素子の変形例の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a modified example of an organic EL element including an electron injection layer. 図7は、有機EL素子のリン光発光スペクトルにおける発光時間t(μsec)と、発光強度との関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the emission time t (μsec) in the phosphorescence emission spectrum of the organic EL element and the emission intensity. 図8は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)の消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係を説明するために供する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the anisotropy of the extinction coefficient (k) and the wavelength (λ) of the organic light-emitting material with horizontal alignment (Example 1). 図9は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)のNMRチャートである。FIG. 9 is an NMR chart of a horizontally oriented organic light emitting material (Example 1). 図10は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)のFT−IRチャートである。FIG. 10 is an FT-IR chart of a horizontally oriented organic light emitting material (Example 1). 図11は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)の紫外線吸収スペクトルである。FIG. 11 is an ultraviolet absorption spectrum of the horizontally oriented organic light emitting material (Example 1). 図12は、水平配向性の有機発光材料(実施例1)の発光スペクトルである。FIG. 12 is an emission spectrum of a horizontally oriented organic light emitting material (Example 1). 図13は、水平発光性の有機発光材料(実施例1)の分子構造を説明するためのX線結晶構造解析により得られた分子模式図である。FIG. 13 is a molecular schematic diagram obtained by X-ray crystal structure analysis for explaining the molecular structure of a horizontal light-emitting organic light-emitting material (Example 1). 図14(a)は、水平配向性有機発光材料(参考例2)のNMRチャートであり、図14(b)は、FT−IRチャートである。FIG. 14A is an NMR chart of a horizontally oriented organic light emitting material ( Reference Example 2), and FIG. 14B is an FT-IR chart. 図15(a)は、水平配向性の有機発光材料(参考例2)の消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係を説明するために供する図であり、図15(b)は、紫外性吸収スペクトルであり、図15(c)は、発光スペクトルである。FIG. 15A is a diagram for explaining the relationship between the anisotropy of the extinction coefficient (k) and the wavelength (λ) of the horizontally oriented organic light emitting material ( Reference Example 2). 15 (b) is an ultraviolet absorption spectrum, and FIG. 15 (c) is an emission spectrum. 図16(a)は、水平配向性有機発光材料(実施例3)のNMRチャートであり、図16(b)は、FT−IRチャートである。FIG. 16A is an NMR chart of a horizontally oriented organic light emitting material (Example 3), and FIG. 16B is an FT-IR chart. 図17(a)は、水平配向性の有機発光材料(実施例3)の消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係を説明するために供する図であり、図17(b)は、紫外性吸収スペクトルであり、図17(c)は、発光スペクトルである。FIG. 17A is a diagram provided to explain the relationship between the anisotropy of the extinction coefficient (k) and the wavelength (λ) of the horizontally oriented organic light emitting material (Example 3). 17 (b) is an ultraviolet absorption spectrum, and FIG. 17 (c) is an emission spectrum. 図18(a)は、水平配向性有機発光材料(実施例4)のNMRチャートであり、図18(b)は、FT−IRチャートである。FIG. 18A is an NMR chart of a horizontally oriented organic light emitting material (Example 4), and FIG. 18B is an FT-IR chart. 図19(a)は、水平配向性の有機発光材料(実施例4)の消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係を説明するために供する図であり、図19(b)は、紫外性吸収スペクトルであり、図19(c)は、発光スペクトルである。FIG. 19A is a diagram for explaining the relationship between the anisotropy of the extinction coefficient (k) and the wavelength (λ) of the horizontally oriented organic light emitting material (Example 4). 19 (b) is an ultraviolet absorption spectrum, and FIG. 19 (c) is an emission spectrum.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態は、下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられることを特徴とする有機発光材料である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention is represented by the following general formula (1), and an electron acceptor tetrafluoroarylene structure is formed at a central site, and both ends thereof are bonded via an electron donor arylene group. Each of the organic light-emitting materials has a donor-acceptor type molecular structure including a diphenylamine structure and is used as a host material.

Figure 0005625140
Figure 0005625140

(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )

以下、本発明の第1の実施形態である有機発光材料の態様を、適宜図面を参照しながら、具体的に説明する。   Hereinafter, the aspect of the organic light emitting material according to the first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings as appropriate.

1.基本構造
第1の実施形態の有機発光料は、上記一般式(1)で表わされる化合物であって、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造を含み、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造を含んでいることを特徴とする。
すなわち、基本構造として、ホスト材料としての有機発光材料の分子内に、所定のドナー・アクセプター型分子構造を有することによって、製膜した場合における分子の水平配向性を著しく向上させることができる。
1. Basic Structure The organic light-emitting material of the first embodiment is a compound represented by the above general formula (1), which includes an electron acceptor tetrafluoroarylene structure at the central site, and has electron donor properties at both ends. Each having a diphenylamine structure through the arylene group.
That is, by having a predetermined donor-acceptor type molecular structure in the molecule of the organic light-emitting material as the host material as the basic structure, the horizontal orientation of the molecule when the film is formed can be remarkably improved.

より具体的には、本発明の有機発光材料(実施例1:DPAPFP)は、製膜時の水平配向性が優れており、図1のJ−V特性のラインAに示すように、低電圧の印加であっても高い電流密度が得られている。
例えば、4.0Vの電圧を印加した場合には、3.0mA/cm2の電流密度が得られ、4.5Vの場合には、7.0mA/cm2、5.0Vの場合には、15.0mA/cm2の電流密度が得られている。
それに対して、現時点で最高発光レベルにあると言われる有機発光材料(比較例1:CBP)は、製膜時に、ランダム配向することが確認されていて、非水平配向性である。
例えば、4.0Vの電圧を印加した場合には、0.8mA/cm2の電流密度が得られ、4.5Vの場合には、3.0mA/cm2、5.0Vの場合には、8.0mA/cm2の電流密度が得られている。
したがって、図1のJ−V特性のラインBに示すように、本発明よりもJ−V特性が劣っている。
すなわち、本発明の水平配向性に優れた有機発光材料は、非水平配向性である有機発光材料に比較し、2倍以上の電流密度が得られていることが理解される。
また、本願発明の水平配向性に優れた有機発光材料は、図2(a)に示されるように、約1×10-3 [mA/cm2]の低電流密度領域においても、10%以上の高い外部量子効率が安定的に得られている。
それに対して、非水平配向性のCBPは、図2(b)に示されるように、外部量子効率(EQE、%)の電流密度依存性が大きいことが理解される。
すなわち、本発明の水平配向性に優れた有機発光材料は、低電流密度領域において、電流密度依存性が小さいことが理解される。
More specifically, the organic light-emitting material of the present invention (Example 1: DPAPFP) has excellent horizontal orientation during film formation, and as shown in the line A of the JV characteristic in FIG. A high current density is obtained even with the application of.
For example, when a voltage of 4.0 V is applied, a current density of 3.0 mA / cm 2 is obtained. In the case of 4.5 V, 7.0 mA / cm 2 and 5.0 V, A current density of 15.0 mA / cm 2 is obtained.
On the other hand, the organic light-emitting material (Comparative Example 1: CBP) that is said to be at the highest light emission level at present is confirmed to be randomly oriented during film formation and is non-horizontally oriented.
For example, when a voltage of 4.0 V is applied, a current density of 0.8 mA / cm 2 is obtained. In the case of 4.5 V, 3.0 mA / cm 2 and in the case of 5.0 V, A current density of 8.0 mA / cm 2 is obtained.
Therefore, as shown in the line B of the JV characteristic in FIG. 1, the JV characteristic is inferior to the present invention.
That is, it is understood that the organic light-emitting material excellent in horizontal alignment of the present invention has a current density that is twice or more that of the organic light-emitting material having non-horizontal alignment.
Further, the organic light-emitting material having excellent horizontal orientation according to the present invention is 10% or more even in a low current density region of about 1 × 10 −3 [mA / cm 2 ] as shown in FIG. High external quantum efficiency is stably obtained.
On the other hand, it is understood that the non-horizontal orientation CBP has a large current density dependency of the external quantum efficiency (EQE,%) as shown in FIG.
That is, it is understood that the organic light-emitting material having excellent horizontal alignment according to the present invention has a small current density dependency in a low current density region.

かかる理由を図3(a)〜(f)に言及して説明すると、図3(a)に示される本発明の有機発光材料10は、分子内に、所定のドナー・アクセプター型分子構造10´(10a、10b、10a)を有することによって、上下方向に層状に並んだ場合、図3(d)に示されるように、ベンゼン−パーフルオロベンゼン型のスタッキング現象を生じるためである。
より具体的には、上下方向に位置する、複数分子を想定した場合、図3(c)の矢印左側に示されるように、下方分子のドナー性を有するアリーレン基(10a、10a´)と、上方分子の電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造(10b)とが近接し、図3(d)に示すように、相対的には水平方向に1アリーレン構造分ずれるとともに、電気的には上下方向で引き合う関係となる。したがって、図3(c)の矢印右側に示されるように、既に水平方向に形成されている下方分子に影響されて、上方分子が水平方向に配置されやすくなる。
さらに、図3(e)の矢印左側に示されるように、上下方向に位置する複数分子を想定し、かつ、上方分子が複数存在することを想定した場合、複数の上方分子間でも、ドナー性を有するアリーレン基と、上方分子の電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造とが近接し、層状になっていると推定される。
ここで、後述する式(3)で表されるドナー・アクセプター型分子であるDPAPFPのスタッキング現象を、図13に示すように、X線結晶構造解析により得られた3D分子モデルを用いて説明する。
図13より、DPAPFPの分子が複数存在すると、図中で、分子は、左右に水平配向し、かつ上下方向で層状に位置しており、特に、上下方向で、テトラフルオロアリーレン基とテトラヒドロアリーレン基とが近接して層状になっていることが理解される。
とすれば、図3(e)の矢印右側に示されるように、このような複数分子からなる層状の分子であれば、さらに水平方向に並びやすいとともに、一旦水平方向に並ぶと、垂直方向に再配向しづらくなる。
すなわち、所定のドナー・アクセプター型分子構造10´を有する分子10は、水平方向に固定されやすくなり、図3(f)に示すように、ドーパント材料等が存在した場合でも、当該ドーパント材料等も水平方向に配置され易くなるため、分子間での電荷の移動がスムーズになって、良好なJ−V特性が得られるものと結論付けられる。
The reason for this will be described with reference to FIGS. 3A to 3F. The organic light-emitting material 10 of the present invention shown in FIG. 3A has a predetermined donor-acceptor type molecular structure 10 ′ in the molecule. This is because, by having (10a, 10b, 10a), a stacking phenomenon of a benzene-perfluorobenzene type occurs as shown in FIG.
More specifically, when assuming a plurality of molecules positioned in the vertical direction, as shown on the left side of the arrow in FIG. 3 (c), an arylene group (10a, 10a ′) having a donor property of a lower molecule, The electron acceptor tetrafluoroarylene structure (10b) of the upper molecule is close to each other, and as shown in FIG. 3 (d), it is relatively separated from one arylene structure in the horizontal direction and electrically in the vertical direction. It will be an inquiring relationship. Therefore, as shown on the right side of the arrow in FIG. 3C, the upper molecules are easily arranged in the horizontal direction due to the influence of the lower molecules already formed in the horizontal direction.
Furthermore, as shown on the left side of the arrow in FIG. 3 (e), when assuming a plurality of molecules positioned in the vertical direction and assuming that a plurality of upper molecules exist, donor properties can be obtained even between a plurality of upper molecules. It is presumed that the arylene group having the above and the electron acceptor tetrafluoroarylene structure of the upper molecule are close to each other and are layered.
Here, the stacking phenomenon of DPAPFP, which is a donor-acceptor type molecule represented by the formula (3) described later, will be described using a 3D molecular model obtained by X-ray crystal structure analysis as shown in FIG. .
As shown in FIG. 13, when a plurality of DPAPFP molecules exist, the molecules are horizontally aligned in the horizontal direction and are layered in the vertical direction. In particular, in the vertical direction, a tetrafluoroarylene group and a tetrahydroarylene group are present. It is understood that and are layered in close proximity.
Then, as shown on the right side of the arrow in FIG. 3 (e), such a layered molecule composed of a plurality of molecules is more easily arranged in the horizontal direction, and once aligned in the horizontal direction, It becomes difficult to reorient.
That is, the molecule 10 having the predetermined donor-acceptor type molecular structure 10 ′ is easily fixed in the horizontal direction. As shown in FIG. Since it becomes easy to arrange | position horizontally, it is concluded that the movement of an electric charge between molecules becomes smooth and a favorable JV characteristic is acquired.

それに対して、図4(a)にその構造式が示される非水平配向性の有機発光材料(CBP)は、分子内にビフェニレン構造30´を有しているものの、所定のドナー・アクセプター型分子構造ではない。したがって、上述したベンゼン−パーフルオロベンゼン型の相互作用が存在せず、図4(b)に示されるように、複数の分子30が、ランダムに配向する。
すなわち、仮に、ドーパント材料等に起因して、一旦複数の分子が水平方向に並んだとしても、上下方向や水平方向における固定性が不十分であることからして、垂直方向に移動する場合も十分想定される。
いずれにしても、非水平配向性の有機発光材料の場合、分子間の電荷の移動が妨げられ、水平配向性の有機発光材料と比較して、J−V特性が相対的に劣るものと推定される。
In contrast, the non-horizontal alignment organic light emitting material (CBP) whose structural formula is shown in FIG. 4A has a biphenylene structure 30 'in the molecule, but a predetermined donor-acceptor type molecule. It is not a structure. Therefore, the above-described benzene-perfluorobenzene type interaction does not exist, and a plurality of molecules 30 are randomly oriented as shown in FIG. 4B.
That is, even if a plurality of molecules are arranged in the horizontal direction once due to the dopant material or the like, the vertical direction or the horizontal direction may not be fixed enough, so that it may move in the vertical direction. Sufficiently assumed.
In any case, in the case of a non-horizontal alignment organic light-emitting material, it is estimated that the movement of charge between molecules is hindered, and the JV characteristics are relatively inferior compared with a horizontal alignment organic light-emitting material. Is done.

また、図示しないものの、ホスト材料としての有機発光材料が、自身のみならず、発光層に含まれるド−パント材料の分子の配列についてもある程度規定し、それらの水平配向性を併せて向上させていると推定される。
したがって、本願発明のホスト材料としての有機発光材料を励起して発光させた場合、得られる発光の進行方向が、所定方向(薄膜の法線方向)に揃っている、すなわち、遷移モーメントが揃っていることから、低電流値であっても、さらに高い発光輝度を安定的に得ることができる。
Although not shown, the organic light emitting material as the host material not only defines itself, but also regulates the molecular arrangement of the dopant material contained in the light emitting layer to some extent, and improves the horizontal orientation of these materials together. It is estimated that
Therefore, when the organic light emitting material as the host material of the present invention is excited to emit light, the light emission traveling direction is aligned in a predetermined direction (the normal direction of the thin film), that is, the transition moment is aligned. Therefore, even higher light emission luminance can be stably obtained even at a low current value.

2.種類
一般式(1)で表わされる化合物の種類として、下式(3)、(5)〜(9)で表される化合物が具体的に例示される(但し、式(4)は、参考化合物)
すなわち、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であることを特徴とする。
この理由は、下式で表される化合物であれば、製造することが比較的容易であり、安価かつ特性が安定的な有機発光材料を得ることができるためである。
2. Type Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include compounds represented by the following formulas (3) and (5) to (9) (provided that the formula (4) is a reference compound) )
That is, the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms .
This is because a compound represented by the following formula is relatively easy to produce, and an organic light-emitting material having low cost and stable characteristics can be obtained.

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3.水平配向性1(オーダーパラメータ(S))
また、一般式(1)で表わされる有機発光材料は、基材上に製膜した場合に、基材表面に対して水平方向に配列している、すなわち、良好な水平配向性を示すということが言える。
ここで、一般式(1)で表わされる有機発光材料が、基材表面に対して水平方向に配列しているか否かを、オーダーパラメータ(S)をもとに判断することができる。
すなわち、エリプソメーターで消衰係数(ko,ke)を実測し、次いで、後述する実施例1に示す式(1)に準拠して、オーダーパラメータを算出することができる。
そして、かかるオーダーパラメータが−0.5〜−0.1の範囲内の値であれば、有機発光材料は、実質的に水平方向に配列しているということができる。
より具体的には、オーダーパラメータが−0.1を超えた値では水平配向性が不十分であって、J−V特性があまり良好でなく、一方、オーダーパラメータが−0.5となると、完全に水平配向していることを意味している。
したがって、かかるオーダーパラメータが−0.5〜−0.2の範囲内の値であることがより好ましく、−0.5〜−0.22の範囲内の値であることがさらに好ましい。
3. Horizontal orientation 1 (order parameter (S))
In addition, the organic light-emitting material represented by the general formula (1) is arranged in the horizontal direction with respect to the surface of the base material when the film is formed on the base material, that is, exhibits good horizontal orientation. I can say.
Here, it can be judged based on the order parameter (S) whether or not the organic light emitting material represented by the general formula (1) is arranged in the horizontal direction with respect to the substrate surface.
That is, the extinction coefficient (ko, ke) is actually measured with an ellipsometer, and then the order parameter can be calculated based on the formula (1) shown in Example 1 described later.
And if this order parameter is a value within the range of -0.5 to -0.1, it can be said that the organic light emitting materials are arranged substantially in the horizontal direction.
More specifically, when the order parameter exceeds -0.1, the horizontal orientation is insufficient, and the JV characteristics are not very good. On the other hand, when the order parameter is -0.5, It means that it is completely horizontally oriented.
Therefore, the order parameter is more preferably a value in the range of −0.5 to −0.2, and even more preferably a value in the range of −0.5 to −0.22.

4.水平配向性2(水平角(θ2))
さらに、オーダーパラメータ(S)から算出される水平角(θ2)をもとに、ホスト材料としての有機発光材料の水平配向性を判断することができる。
すなわち、後述する実施例1に示す式(1)に準拠して、図3(b)に示すように、XYZ軸からなる立体空間において、垂直軸であるZ軸と、有機発光材料の分子の仮想軸線方向と、がなす角(θ)を算出することができる。
そして、有機発光材料からなる有機薄膜を基板に形成した場合、図3(b)に示すように、有機発光材料の分子の仮想軸線方向と、がなす角度である水平角(θ2)は、(90−θ)で表わされることから、この水平角をもとに、有機発光材料の水平配向性を判断することができる。
より具体的には、かかる水平角が31°以下であれば、ホスト材料としての有機発光材料は、実質的に水平方向に配列しており、電荷移動がスムーズになって、J−V特性が良好となる。
但し、かかる水平角が過度に小さくなると、使用可能な有機発光材料の種類等が過度に制限される場合がある。
したがって、かかる水平角を1〜27°の範囲内の値とすることが好ましく、水平角度を1〜26°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
4). Horizontal orientation 2 (Horizontal angle (θ2))
Furthermore, based on the horizontal angle (θ2) calculated from the order parameter (S), the horizontal orientation of the organic light emitting material as the host material can be determined.
That is, in accordance with the formula (1) shown in Example 1 described later, as shown in FIG. 3B, in the three-dimensional space composed of the XYZ axes, the Z axis that is the vertical axis and the molecules of the organic light emitting material The angle (θ) formed by the virtual axis direction can be calculated.
When an organic thin film made of an organic light emitting material is formed on the substrate, as shown in FIG. 3B, the horizontal angle (θ2), which is an angle formed by the virtual axis direction of the molecules of the organic light emitting material, is ( 90−θ), the horizontal orientation of the organic light emitting material can be determined based on the horizontal angle.
More specifically, when the horizontal angle is 31 ° or less, the organic light emitting material as the host material is arranged substantially in the horizontal direction, the charge transfer becomes smooth, and the JV characteristic is It becomes good.
However, if the horizontal angle is excessively small, the types of usable organic light emitting materials may be excessively limited.
Therefore, the horizontal angle is preferably set to a value within the range of 1 to 27 °, and the horizontal angle is further preferably set to a value within the range of 1 to 26 °.

5.発光量子収率(Φ)
また、ホスト材料としての有機発光材料について測定される発光量子収率(Φ)を30〜80%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる発光量子収率が30%未満の値になると、得られるリン光の発光輝度が低下したり、偏光成分の取り出しが困難となったりする場合があるためである。
一方、かかる発光量子収率が80%を超えた値になると、使用可能な有機発光材料の種類等が過度に制限される場合があるためである。
したがって、ホスト材料としての有機発光材料を用いて測定される発光量子収率を40〜75%の範囲内の値とすることがより好ましく、50〜70%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、ホスト材料としての有機発光材料を用いて測定される発光量子収率は、後述する実施例1に記載する方法に準じて、測定することができる。
5. Luminescence quantum yield (Φ)
Moreover, it is preferable to make the light emission quantum yield ((PHI)) measured about the organic luminescent material as a host material into the value within the range of 30-80%.
This is because when the emission quantum yield becomes a value of less than 30%, the emission luminance of the phosphorescence obtained may be lowered, or it may be difficult to extract the polarization component.
On the other hand, when the light emission quantum yield exceeds 80%, the types of usable organic light emitting materials may be excessively limited.
Therefore, it is more preferable to set the emission quantum yield measured using the organic light emitting material as the host material to a value in the range of 40 to 75%, and further to a value in the range of 50 to 70%. preferable.
In addition, the light emission quantum yield measured using the organic luminescent material as a host material can be measured according to the method described in Example 1 mentioned later.

6.外部量子効率(EQE)
また、ホスト材料としての有機発光材料を用いて、所定の有機EL素子を構成した場合に測定される外部量子効率(EQE:External Quantum Efficiency)を、0.0005〜10mA/cm2の電流密度の範囲において、10%以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる外部量子効率が10%未満の値になると、得られる発光輝度が過度に低下する場合があるためである。
一方、かかる外部量子効率が過度に高い値、例えば、20%を超えた値になると、使用可能なドーパント材料等の種類等が過度に制限される場合があるためである。
したがって、ホスト材料としての有機発光材料を用いて測定される外部量子効率を所定の電流密度の範囲において、10.5〜18%の範囲内の値とすることがより好ましく、11〜15%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、ホスト材料としての有機発光材料を用いて測定される外部量子効率は、後述する実施例1に記載する方法に準じて、測定することができる。
6). External quantum efficiency (EQE)
Further, an external quantum efficiency (EQE) measured when a predetermined organic EL element is configured using an organic light emitting material as a host material is a current density of 0.0005 to 10 mA / cm 2 . In the range, a value of 10% or more is preferable.
This is because when the external quantum efficiency is less than 10%, the obtained light emission luminance may be excessively lowered.
On the other hand, when the external quantum efficiency is excessively high, for example, a value exceeding 20%, the types of usable dopant materials may be excessively limited.
Therefore, it is more preferable that the external quantum efficiency measured using the organic light emitting material as the host material is a value within a range of 10.5 to 18% within a predetermined current density range. More preferably, the value is within the range.
In addition, the external quantum efficiency measured using the organic luminescent material as a host material can be measured according to the method described in Example 1 described later.

7.重量平均分子量
また、ホスト材料としての有機発光材料の重量平均分子量を400〜1000の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる重量平均分子量が400未満の値となると、耐熱性や耐久性が著しく低下する場合があるためである。一方、かかる重量平均分子量が1000を超えた値となると、所定のゲスト材料が、均一に分散することが困難になる場合があるためである。
したがって、ホスト材料としての有機発光材料の重量平均分子量を410〜800の範囲内の値とすることがより好ましく、420〜600の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる重量平均分子量は、例えば、ポリスチレン粒子換算によるゲルパーミエーションクロマトグララフィー(GPC)法により測定することができる。
7). Weight average molecular weight Moreover, it is preferable to make the weight average molecular weight of the organic luminescent material as a host material into the value within the range of 400-1000.
This is because when the weight average molecular weight is less than 400, the heat resistance and durability may be significantly reduced. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 1000, it may be difficult to uniformly disperse the predetermined guest material.
Therefore, the weight average molecular weight of the organic light emitting material as the host material is more preferably set to a value within the range of 410 to 800, and further preferably set to a value within the range of 420 to 600.
In addition, this weight average molecular weight can be measured by the gel permeation chromatography (GPC) method by polystyrene particle conversion, for example.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態は、一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられる有機発光材料の製造方法である。
そして、1,4−ジハロゲン化テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化アリールを準備する第1工程と、置換基R1〜R2を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第1のボロン酸エステル、および置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第2のボロン酸エステルをそれぞれ準備する第2工程と、ハロゲン化アリールの片末端のハロゲンと、第1のボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせた後、ハロゲン化アリールのもう一方の片末端のハロゲンと、第2のボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせる第3工程と、を含むことを特徴とする有機発光材料の製造方法である。
以下、本発明の第2の実施形態である所定の有機発光材料の製造方法を、適宜図面を参照しながら、具体的に説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention is represented by the general formula (1), and has an electron acceptor tetrafluoroarylene structure at the central portion and an electron donor arylene group at both ends thereof, respectively. A method for producing an organic light emitting material having a donor-acceptor type molecular structure comprising a diphenylamine structure and used as a host material.
Then, 1,4-a first step of preparing a dihalogenated aryl halides consisting tetrafluoroethylene arylene, first boronic acid ester consisting of para-amino arylboronic acid ester having a substituent R 1 to R 2, and substituents A palladium catalyst comprising a second step of preparing a second boronic acid ester comprising a paraaminoaryl boronic acid ester having R 3 to R 4 , a halogen at one terminal of the aryl halide, and the first boronic acid ester And the base nucleophilic species are cross-coupled, and then the halogen at the other end of the aryl halide and the second boronic acid ester are cross-linked by the action of the palladium catalyst and the base nucleophilic species. And a third step of coupling the organic light-emitting material.
Hereinafter, the manufacturing method of the predetermined | prescribed organic luminescent material which is the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated concretely, referring drawings suitably.

1.スキーム
スキームは、第1工程および第2工程でそれぞれ準備したハロゲン化アリールと、ボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせ、上述した一般式(1)で表わされる有機発光材料の製造方法である。
すなわち、パラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、有機ホウ素化合物と、ハロゲン化アリールとをクロスカップリングさせて非対称ビアリールを得るための鈴木・宮浦カップリング法(SMC法)を用いて、上述した一般式(1)で表わされる有機発光材料が、短時間で、かつ効率的に製造できるという利点がある。
1. Scheme In the scheme, the aryl halide prepared in the first step and the second step and the boronic ester are cross-coupled by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile, respectively, and the above-described general formula (1) is used. It is the manufacturing method of the organic luminescent material represented.
That is, by using the Suzuki-Miyaura coupling method (SMC method) for cross-coupling an organoboron compound and an aryl halide to obtain an asymmetric biaryl by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile, the above-described method is used. The organic light emitting material represented by the general formula (1) has an advantage that it can be produced efficiently in a short time.

2.第1工程
第1工程は、クロスカップリングさせるのに先立ち、1,4−ジハロゲン化2,3,5,6−テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化テトラフルオロアリールを準備する工程である。
すなわち、所定のハロゲン化テトラフルオロアリールとして、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン、1,4−ジクロロ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン、1,4−ジヨード−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン等の少なくとも一つを準備する工程である。
かかるハロゲン化アリールは、公知の合成法に準じて製造することもできるし、あるいは市販品をそのまま用いることもできる。
2. First Step The first step is a step of preparing a tetrafluoroaryl halide comprising 1,4-dihalogenated 2,3,5,6-tetrafluoroarylene prior to cross coupling.
That is, as the predetermined tetrafluoroaryl halide, 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene, 1,4-dichloro-2,3,5,6-tetrafluorobenzene, 1,4 -Preparation of at least one of diiodo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene and the like.
Such an aryl halide can be produced according to a known synthesis method, or a commercially available product can be used as it is.

3.第2工程
第2工程は、クロスカップリングさせるのに先立ち、所定のボロン酸エステルを準備する工程である。
すなわち、置換基R1〜R2を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第1のボロン酸エステル(置換基R1〜R2は、一般式(1)と同様の内容である。)、および置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステル(置換基R3〜R4は、一般式(1)と同様の内容である。)からなる第2のボロン酸エステルをそれぞれ準備する工程である。
したがって、非対称構造の有機発光材料を得るためには、置換基R3〜R4は、置換基R1〜R2と異なっていなければならないが、逆に、対称構造の有機発光材料を得るためには、所定のボロン酸エステルにおける置換基R3〜R4は、置換基R1〜R2と同一とならなければならない(置換基a〜dおよび置換基e〜fについても同様である。)。すなわち、対称構造の有機発光材料を得る場合には、第1のボロン酸エステルまたは第2のボロン酸エステルのいずれかを準備し、ハロゲン化アリールと、後述するようにクロスカップリングさせれば良い。
より具体的には、所定のボロン酸エステルとして、1,4−{4−(ジフェニルアミノ)フェニル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、1,4−{4−(ビス(4−メチルフェニル)アミノ)フェニル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、1,4−{4−(4−メチル)(フェニル)アミノ)フェニル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、1,4−{4−(ジフェニルアミノ)−2−メチルフェニル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、1,4−{4−(ジフェニルアミノ)−3−メチルフェニル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、2−{4−(ジ−tert−ブチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン等の少なくとも一つを準備することが好ましい。
なお、かかるボロン酸エステルは、公知の合成法に準じて製造することもできるし、あるいは市販品をそのまま用いることもできる。
3. Second Step The second step is a step of preparing a predetermined boronic ester prior to cross coupling.
In other words, the substituents R 1 to R 2 first boronic acid ester consisting of para-amino arylboronic acid ester having a (substituent R 1 to R 2 are the same contents as the general formula (1).), And substituted In the step of preparing a second boronic acid ester composed of a paraaminoaryl boronic acid ester having groups R 3 to R 4 (substituents R 3 to R 4 have the same contents as in general formula (1)), respectively. is there.
Therefore, in order to obtain an organic light-emitting material having an asymmetric structure, the substituents R 3 to R 4 must be different from the substituents R 1 to R 2. The substituents R 3 to R 4 in a given boronic acid ester must be the same as the substituents R 1 to R 2 (the same applies to the substituents a to d and the substituents ef). ). That is, in order to obtain an organic light-emitting material having a symmetric structure, either the first boronate ester or the second boronate ester is prepared and cross-coupled with the aryl halide as described later. .
More specifically, as the predetermined boronic acid ester, 1,4- {4- (diphenylamino) phenyl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, 1,4- {4- (bis (4-methylphenyl) amino) phenyl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, 1,4- {4- (4-methyl) (phenyl) Amino) phenyl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, 1,4- {4- (diphenylamino) -2-methylphenyl} -4,4,5,5- Tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, 1,4- {4- (diphenylamino) -3-methylphenyl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane, 2- {4- (Di-tert-butylphenylamino) fur It is preferable to prepare at least one of enyl-1-yl} 4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane and the like.
Such a boronic ester can be produced according to a known synthesis method, or a commercially available product can be used as it is.

4.第3工程
第3工程は、反応式(1)及び反応式(2)に示すように、第1工程および第2工程でそれぞれ準備した式(8)で表わされるハロゲン化アリール(記号Xは、Br、ClまたはI)と、式(9)および式(10)で表わされる所定のボロン酸エステルとを、それぞれパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、順次クロスカップリングさせ、上述した一般式(1)で表わされる有機発光材料とする工程である。
4). Third Step As shown in the reaction formula (1) and the reaction formula (2), the third step is an aryl halide represented by the formula (8) prepared in the first step and the second step, respectively (the symbol X is Br, Cl or I) and the prescribed boronic acid ester represented by formula (9) and formula (10) are sequentially cross-coupled by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile, respectively, This is a step of forming an organic light emitting material represented by (1).

Figure 0005625140
Figure 0005625140

Figure 0005625140
Figure 0005625140

ここで、第3工程において、式(8)で表わされるハロゲン化アリールに対して、式(9)および式(10)で表わされる所定のボロン酸エステルを、それぞれ滴下しながら、順次クロスカップリングさせることが好ましい。
この理由は、所定のボロン酸エステルは、反応容器内で活性が低下しやすいことから、滴下して反応させた場合、所定のボロン酸エステルの活性を維持しやすくなり、飛躍的に反応物の収率を向上させることができるためである。
より具体的には、電子アクセプター性が強く、一般に、反応性が極めて低いと考えられているハロゲン化アリールに対しても、所定のボロン酸エステルを有効に反応させることができ、所定の有機発光材料の収率を飛躍的に向上させることができる。例えば、非滴下で、バッチ処理した場合には、1%程度であった収率を、ボロン酸エステルを滴下して反応させた場合、50%以上の収率にまで、向上させることができることを確認した。
なお、所定のボロン酸エステルを滴下して、所定のハロゲン化アリールと反応させる場合の好適条件の一例を下記に示す。
反応温度:20〜80℃
滴下時間:5 〜36時間
滴下速度:0.05〜0.4モル当量/時間
Here, in the third step, the predetermined boronic acid ester represented by the formula (9) and the formula (10) is dropped to the aryl halide represented by the formula (8), and the cross coupling is sequentially performed. It is preferable to make it.
The reason for this is that the activity of a given boronic acid ester tends to decrease in the reaction vessel. This is because the yield can be improved.
More specifically, a predetermined boronic acid ester can be effectively reacted with an aryl halide, which has a strong electron acceptor property and is generally considered to have a very low reactivity, and a predetermined organic light emission. The yield of the material can be dramatically improved. For example, when batch treatment is performed without dropping, the yield of about 1% can be improved to a yield of 50% or more when boronic ester is dropped and reacted. confirmed.
An example of suitable conditions when a predetermined boronic acid ester is dropped and reacted with a predetermined aryl halide is shown below.
Reaction temperature: 20-80 ° C
Dropping time: 5 to 36 hours Dropping speed: 0.05 to 0.4 molar equivalent / hour

その他、一般式(1)で表わされる有機発光材料が、置換基R1〜R2からなるジアリールアミンと、置換基R3〜R4からなるジアリールアミンに関して、非対称構造の場合には、反応式(1)および反応式(2)に示すように、式(9)または式(10)で表わされる一方のボロン酸エステルを先にクロスカップリング反応させ、次いで、他方のボロン酸エステルをクロスカップリング反応させ、基本的に二段階でクロスカップリング反応させることになる。
一方、一般式(1)で表わされる有機発光材料が、置換基R1〜R2からなるジアリールアミンと、置換基R3〜R4からなるジアリールアミンに関して、対称構造である場合には、後述する変形例のように、式(9)および式(10)で表わされる所定のボロン酸エステルのいずれか一方を使用し、基本的に一段階で、クロスカップリング反応を生じさせれば良い。
In addition, when the organic light emitting material represented by the general formula (1) has an asymmetric structure with respect to the diarylamine consisting of the substituents R 1 to R 2 and the diarylamine consisting of the substituents R 3 to R 4 , the reaction formula As shown in (1) and reaction formula (2), one boronic ester represented by formula (9) or formula (10) is first subjected to a cross-coupling reaction, and then the other boronic ester is cross-coupled. A ring reaction is performed, and a cross-coupling reaction is basically performed in two steps.
On the other hand, when the organic light-emitting material represented by the general formula (1) has a symmetric structure with respect to the diarylamine composed of the substituents R 1 to R 2 and the diarylamine composed of the substituents R 3 to R 4 , As in the modified example, the cross-coupling reaction may be basically generated in one step using any one of the predetermined boronic acid esters represented by the formula (9) and the formula (10).

5.変形例
また、製造方法としての変形例は、一般式(1´)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられる対称構造の有機発光材料の製造方法である。
そして、1,4−ジハロゲン化テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化アリールを準備する第1工程と、置換基R1〜R2または置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなるボロン酸エステルを準備する第2工程と、ハロゲン化アリールと、ボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせる第3工程と、を含む有機発光材料の製造方法である。
すなわち、このように実施することによって、対称形の有機発光材料を効率的に製造することができる。
そして、さらに、ハロゲン化アリールに対して、所定のボロン酸エステルを滴下することによって、ボロン酸エステルの活性期間が短い場合であっても、常にフレッシュなボロン酸エステルを供給して、ハロゲン化アリールに対する反応性を高めることができる。
したがって、滴下法によれば、活性の高いボロン酸エステルを使用して、効率的にクロスカップリングを生じさせ、対称形の有機発光材料を極めて短時間で製造することができる。
5. Modified Example A modified example of the production method is represented by the general formula (1 ′), and an electron acceptor tetrafluoroarylene structure is formed at the central portion, and an electron donor arylene group is interposed at both ends thereof. The organic light-emitting material has a donor-acceptor type molecular structure each containing a diphenylamine structure and has a symmetrical structure used as a host material.
Then, a first step of preparing an aryl halide comprising 1,4-dihalogenated tetrafluoroarylene, and a boronic acid comprising a paraaminoaryl boronic ester having substituents R 1 to R 2 or substituents R 3 to R 4 A method for producing an organic light-emitting material, comprising: a second step of preparing an ester; and a third step of cross-coupling an aryl halide and a boronic ester by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile. .
That is, by implementing in this way, a symmetrical organic luminescent material can be manufactured efficiently.
Further, by dropping a predetermined boronic acid ester to the aryl halide, a fresh boronic ester is always supplied even when the boronic acid ester has a short active period. The reactivity with respect to can be improved.
Therefore, according to the dropping method, a highly active boronic acid ester can be used to efficiently produce cross coupling, and a symmetrical organic light-emitting material can be produced in a very short time.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態は、一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有する有機発光材料をホスト材料とし、それにドーパント材料を配合してなる発光層を備えることを特徴とする有機発光素子である。
そして、陽極及び陰極からなる一対の電極間に、発光層または発光層を含む複数層の有機薄膜層を含んでなる発光素子であって、発光層が、ドーパント材料と、主成分であるホスト材料として、第1の実施形態の有機発光材料と、を含有することを特徴とする有機発光素子である。
以下、本発明の第3の実施形態である有機発光素子(有機EL素子)を中心に、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
[Third Embodiment]
The third embodiment of the present invention is represented by the general formula (1), and an electron acceptor tetrafluoroarylene structure is formed at the central portion, and an electron donor arylene group is provided at both ends thereof. An organic light-emitting device comprising a light-emitting layer formed by blending a dopant material with an organic light-emitting material having a donor-acceptor type molecular structure containing a diphenylamine structure as a host material.
A light emitting device comprising a light emitting layer or a plurality of organic thin film layers including a light emitting layer between a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, wherein the light emitting layer is a dopant material and a host material as a main component As an organic light-emitting device comprising the organic light-emitting material of the first embodiment.
Hereinafter, the organic light emitting device (organic EL device) according to the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

1.基本構成
本発明の有機発光素子、例えば、代表的である有機EL素子110は、図5に示すように、ガラスなどの透明基板101上に、透明導電材料からなる陽極102、所定の有機化合物からなる正孔輸送層103、所定の有機化合物からなる発光層104、所定の有機化合物からなる正孔ブロッキング層105、所定の有機化合物からなる電子輸送層106、及び金属材料からなる陰極107が積層されている。
すなわち、このような多層構造を基本構成として、有機EL素子110が構成され、電極からそれぞれ注入される電子および正孔との再結合によって、高輝度のリン光を発光することができる。
1. Basic Configuration An organic light emitting device of the present invention, for example, a typical organic EL device 110, as shown in FIG. 5, is made of an anode 102 made of a transparent conductive material and a predetermined organic compound on a transparent substrate 101 such as glass. A hole transport layer 103 made of, a light emitting layer 104 made of a predetermined organic compound, a hole blocking layer 105 made of a predetermined organic compound, an electron transport layer 106 made of a predetermined organic compound, and a cathode 107 made of a metal material are laminated. ing.
That is, the organic EL element 110 is configured using such a multilayer structure as a basic configuration, and high-luminance phosphorescence can be emitted by recombination with electrons and holes respectively injected from the electrodes.

また、別な有機EL素子111の構造としては、図6に示すように、電子輸送層106及び陰極107間に、電子注入層107aを薄膜として、積層したものも含まれる。   Another structure of the organic EL element 111 includes a structure in which an electron injection layer 107a is laminated as a thin film between the electron transport layer 106 and the cathode 107 as shown in FIG.

2.発光層
また、発光層が、第1の実施形態の有機発光材料(ホスト材料)とともに、当該ホスト材料に対して、ドーパント材料を含有する。
ここで、ドーパント材料の種類は特に制限されるものではないが、高輝度のリン光を、比較的低電流の注入によって、さらに安定的かつ長期間にわたって得ることができることから、イリジウム錯体化合物およびプラチナ錯体化合物、あるいはいずれか一方を用いることが好ましい。
そして、リン光が発光されているか否かは、例えば、小型蛍光寿命測定装置であるQuantaurus−Tau(浜松ホトニクス(株)製)を用いたリン光発光材料における発光寿命によって、判断することができる。
すなわち、図7に示すように、リン光の発光スペクトルを測定し、所定の発光強度(Log10(光子数))がμsecオーダ以上で持続する場合に、得られる発光がリン光であると判断することができる。
2. Light-Emitting Layer The light-emitting layer contains a dopant material with respect to the host material together with the organic light-emitting material (host material) of the first embodiment.
Here, the type of the dopant material is not particularly limited, but high-intensity phosphorescence can be obtained more stably and over a long period of time by relatively low current injection. Therefore, the iridium complex compound and platinum It is preferable to use a complex compound or one of them.
Whether or not phosphorescence is emitted can be determined by, for example, the emission lifetime of the phosphorescent material using Quantaurus-Tau (manufactured by Hamamatsu Photonics), which is a small fluorescence lifetime measuring device. .
That is, as shown in FIG. 7, when the emission spectrum of phosphorescence is measured and the predetermined emission intensity (Log 10 (number of photons)) persists in the order of μsec or more, it is determined that the obtained emission is phosphorescence. can do.

ここで、イリジウム錯体化合物等のドーパント材料に関し、発光色と対比しながら具体例を示す。
すなわち、青色系リン光を取り出すためのイリジウム錯体化合物として、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナートなどが挙げられる。
Here, specific examples of the dopant material such as an iridium complex compound will be shown while comparing with the emission color.
That is, as an iridium complex compound for extracting blue phosphorescence, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) tetrakis (1-pyrazolyl) borate, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) picolinate, bis {2- [3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) phenyl] pyridinato-N, C 2 ′ } iridium (III) picolinate, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) acetylacetonate, and the like.

また、緑色系リン光を取り出すためのイリジウム錯体化合物として、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート、ビス(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)などが挙げられる。As iridium complex compounds for extracting green phosphorescence, tris (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) iridium (III), bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) Iridium (III) acetylacetonate, bis (1,2-diphenyl-1H-benzimidazolato) iridium (III) acetylacetonate, bis (benzo [h] quinolinato) iridium (III) acetylacetonate, tris (benzo [ h] quinolinato) iridium (III) and the like.

また、黄色系リン光を取り出すためのイリジウム錯体化合物として、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)(2−(3−(2−オキソ−2H−クロメニル))ピリジナト−N,C4’)イリジウム(III)、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート、ビス[2−(4’−パーフルオロフェニルフェニル)ピリジナト]イリジウム(III)アセチルアセトナート、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート、(アセチルアセトナート)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)−5−メチルピラジナト]イリジウム(III)、(アセチルアセトナート)ビス{2−(4−メトキシフェニル)−3,5−ジメチルピラジナト}イリジウム(III)などが挙げられる。Further, as an iridium complex compound for taking out yellow phosphorescence, bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) (2- (3- (2-oxo-2H-chromenyl)) pyridinato-N, C 4 ′ ) iridium (III), bis (2,4-diphenyl-1,3-oxazolate-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate, bis [2- (4′-perfluorophenylphenyl) Pyridinato] iridium (III) acetylacetonate, bis (2-phenylbenzothiazolate-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate, (acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluoro Phenyl) -5-methylpyrazinato] iridium (III), (acetylacetonato) bis {2- (4-methoxyphenyl) -3,5-dimethylpyrazinato} i Examples include lithium (III).

また、橙色系リン光を取り出すためのイリジウム錯体化合物として、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート、(アセチルアセトナート)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)、(アセチルアセトナート)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)等が挙げられる。As iridium complex compounds for extracting orange phosphorescence, tris (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III), bis (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium ( III) Acetylacetonate, (acetylacetonato) bis (3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato) iridium (III), (acetylacetonato) bis (5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyra) Zinato) iridium (III) and the like.

さらにまた、赤色系リン光を取り出すためのイリジウム錯体化合物として、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート、(アセチルアセトナート)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)、(アセチルアセトナート)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)、(ジピバロイルメタナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)等が挙げられる。Furthermore, as an iridium complex compound for extracting red phosphorescence, bis [2- (2′-benzo [4,5-α] thienyl) pyridinato-N, C 3 ′ ] iridium (III) acetylacetonate, Bis (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate, (acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium (III), (acetyl Acetonato) bis (2,3,5-triphenylpyrazinato) iridium (III), (dipivaloylmethanato) bis (2,3,5-triphenylpyrazinato) iridium (III) and the like It is done.

また、プラチナ錯体化合物としては、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)白金(II)、(2−フェニルピリジナト−N,C2’)白金(II)アセチルアセトナート、(N,N´−ビス(サリチリデン)エチレンジアミナト−N,N´,O,O´)白金(II)、(テトラフェニルポルフィナト−N,N´,N´´,N´´´)白金(II)等の一種単独または二種以上の組み合わせが好ましい。Examples of the platinum complex compound include bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) platinum (II), (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) platinum (II) acetylacetonate, (N, N′-bis (salicylidene) ethylenediaminato-N, N ′, O, O ′) platinum (II), (tetraphenylporfinato-N, N ′, N ″, N ″ ″) platinum One type alone or a combination of two or more types such as (II) is preferable.

さらに、ドーパント材料の種類に関して、一般式(2)で表わされる水平配向性材料を用いることが好ましい。なお、一般式(2)で表わされる水平配向性材料にも、イリジウムやプラチナが使用されているが、前提として、上述したイリジウム錯体化合物およびプラチナ錯体化合物と異なり、それら以外の錯体化合物であることが前提である。
そして、特に、量子効率が大きく、高輝度のリン光が安定的に得られることから、下記式(11)〜(19)で表わされるリン光発光材料がより好ましい。
Furthermore, regarding the kind of dopant material, it is preferable to use the horizontal orientation material represented by General formula (2). In addition, iridium and platinum are also used for the horizontal alignment material represented by the general formula (2). However, unlike the above-described iridium complex compounds and platinum complex compounds, they should be complex compounds other than those. Is the premise.
In particular, a phosphorescent material represented by the following formulas (11) to (19) is more preferable because the quantum efficiency is large and phosphorescence with high luminance can be stably obtained.

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また、ドーパント材料の配合量を、ドーパント材料とホスト材料とからなる発光材料全体の量(100重量%)に対して、0.1〜20重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるドーパント材料の配合量が0.1重量%未満の値となると、発光輝度が著しく低下する場合があるためである。
一方、かかるドーパント材料の配合量が20重量%を超えた値となると、所定のホスト材料に対して、均一に分散することが困難になったり、結晶化しやすくなったりする場合があるためである。
したがって、ドーパント材料の配合量を、発光材料の全体量に対して、1〜10重量%の範囲内の値とすることがより好ましく、2〜8重量%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
Moreover, it is preferable to make the compounding quantity of dopant material into the value within the range of 0.1-20 weight% with respect to the quantity (100 weight%) of the whole luminescent material which consists of dopant material and host material.
The reason for this is that when the blending amount of the dopant material is less than 0.1% by weight, the emission luminance may be remarkably lowered.
On the other hand, when the compounding amount of the dopant material exceeds 20% by weight, it may be difficult to uniformly disperse or easily crystallize with respect to a predetermined host material. .
Therefore, the blending amount of the dopant material is more preferably set to a value within the range of 1 to 10% by weight, and further to a value within the range of 2 to 8% by weight with respect to the total amount of the light emitting material. preferable.

また、ドーパント材料の重量平均分子量を400〜1000の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる重量平均分子量が400未満の値となると、耐熱性や耐久性が著しく低下する場合があるためである。一方、かかる重量平均分子量が1000を超えた値となると、所定のホスト材料に対して、均一に分散することが困難になる場合があるためである。
したがって、ドーパント材料の重量平均分子量を410〜800の範囲内の値とすることがより好ましく、420〜600の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、かかる重量平均分子量は、例えば、ポリスチレン粒子換算によるゲルパーミエーションクロマトグララフィー(GPC)法により測定することができる。
Moreover, it is preferable to make the weight average molecular weight of dopant material into the value within the range of 400-1000.
This is because when the weight average molecular weight is less than 400, the heat resistance and durability may be significantly reduced. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 1000, it may be difficult to uniformly disperse the predetermined host material.
Therefore, the weight average molecular weight of the dopant material is more preferably set to a value within the range of 410 to 800, and further preferably set to a value within the range of 420 to 600.
In addition, this weight average molecular weight can be measured by the gel permeation chromatography (GPC) method by polystyrene particle conversion, for example.

その他、発光層に、電子輸送を補助する材料を加えることも好ましい。このような電子輸送補助材料として、例えば、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、多環系化合物、バソクプロイン等のヘテロ多環系化合物、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、アントラキノンジメタン誘導体、アントロン誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸又はペリレンテトラカルボン酸等の芳香環テトラカルボン酸の酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、イリジウム錯体等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。   In addition, it is also preferable to add a material that assists electron transport to the light emitting layer. Examples of such electron transport auxiliary materials include triazole derivatives, oxazole derivatives, polycyclic compounds, heteropolycyclic compounds such as bathocuproine, oxadiazole derivatives, fluorenone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, anthraquinones. Dimethane derivatives, anthrone derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, acid anhydrides of aromatic ring tetracarboxylic acids such as naphthalenetetracarboxylic acid or perylenetetracarboxylic acid, phthalocyanine derivatives, 8-quinolinol derivatives One or two or more of metal complexes, metal phthalocyanines, various metal complexes represented by metal complexes having benzoxazole or benzothiazole as a ligand, organosilane derivatives, iridium complexes, etc. Like a combination of.

3.陽極
また、陽極としては、仕事関数が比較的大きい、より具体的には、4eV以上である金属材料や金属酸化物材料が用いられる。
このような金属材料等としては、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)等の少なくとも一種が好ましい。
そして、陽極の厚さを、通常、300〜3000オングストロームの範囲内の値とすることが好ましい。
3. Anode As the anode, a metal material or a metal oxide material having a relatively large work function, more specifically, 4 eV or more is used.
As such a metal material, for example, at least one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), and the like is preferable.
The thickness of the anode is usually preferably set to a value in the range of 300 to 3000 angstroms.

4.陰極
また、陰極には、仕事関数が比較的小さい材料、より具体的には、4eV未満の金属材料や金属酸化物材料が用いられる。
このような金属材料等としては、例えば、リチウム、バリウム、アルミニウム、マグネシウム、インジウム、銀又は各々の合金等が好ましい。
そして、陰極の厚さを、通常、100〜5000オングストロームの範囲内の値とすることが好ましい。
なお、上述した陽極あるいは陰極のいずれか一方が、インジウムスズ酸化物(ITO)等の透明又は半透明であれば、所定のリン光を外部に取り出すことができる。
4). Cathode For the cathode, a material having a relatively small work function, more specifically, a metal material or metal oxide material of less than 4 eV is used.
As such a metal material, for example, lithium, barium, aluminum, magnesium, indium, silver, or an alloy thereof is preferable.
And it is preferable to make the thickness of a cathode into the value within the range of 100-5000 Angstrom normally.
In addition, if either one of the anode or the cathode described above is transparent or translucent such as indium tin oxide (ITO), predetermined phosphorescence can be extracted to the outside.

5.電子輸送層
また、図5〜図6に示すように、少なくとも上述した発光層104と、陽極102と、陰極107と、後述する正孔のブロッキング層105とを含むとともに、所定位置に電子輸送層106を設けることが好ましい。
ここで、電子輸送層に配合する電子輸送材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、多環系化合物、バソクプロイン等のヘテロ多環系化合物、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、アントラキノンジメタン誘導体、アントロン誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸又はペリレンテトラカルボン酸等の芳香環テトラカルボン酸の酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、イリジウム錯体等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
5. Electron Transport Layer As shown in FIGS. 5 to 6, the electron transport layer includes at least the light emitting layer 104, the anode 102, the cathode 107, and a hole blocking layer 105 described later, and an electron transport layer at a predetermined position. 106 is preferably provided.
Here, examples of the electron transport material to be blended in the electron transport layer include, for example, triazole derivatives, oxazole derivatives, polycyclic compounds, heteropolycyclic compounds such as bathocuproine, oxadiazole derivatives, fluorenone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiols. Pyrandioxide derivatives, anthraquinone dimethane derivatives, anthrone derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, acid anhydrides of carbocyclic aromatic tetracarboxylic acids such as naphthalenetetracarboxylic acid or perylenetetracarboxylic acid, phthalocyanine derivatives , 8-quinolinol derivative metal complexes, metal phthalocyanines, various metal complexes represented by metal complexes having benzoxazole or benzothiazole ligands, organic silane derivatives, iridium complexes, etc. Include combinations of the above German or two.

6.正孔ブロッキング層
また、図5〜図6に示すように、正孔ブロッキング層105を設けることが好ましい。
このように正孔ブロッキング層105を設けることによって、発光効率を高めることができるとともに、有機EL素子の寿命についても長くすることができるためである。
ここで、正孔ブロッキング層105は、前述の電子輸送材料を用いて設けることができ、2つ以上の種類の電子輸送材料を共蒸着などにより混合して積層された混合層とすることが好ましい。
そして、正孔のブロッキング層に含有する電子輸送材料は、そのイオン化ポテンシャルが発光層のイオン化ポテンシャルよりも大きくすることが好ましい。
6). Hole blocking layer Moreover, it is preferable to provide the hole blocking layer 105 as shown in FIGS.
This is because by providing the hole blocking layer 105 in this manner, the light emission efficiency can be increased and the lifetime of the organic EL element can be increased.
Here, the hole blocking layer 105 can be provided by using the above-described electron transport material, and is preferably a mixed layer in which two or more kinds of electron transport materials are mixed and stacked by co-evaporation or the like. .
The electron transport material contained in the hole blocking layer preferably has an ionization potential greater than that of the light emitting layer.

7.その他
図示しないものの、有機EL素子の表示領域の周囲は、水分の影響を排除して、耐久性を高めるために、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等を用いるとともに、所定部材を用いて、封止してあることが好ましい。
そして、有機EL素子の表示領域と、所定部材との間隙には、窒素、アルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体が注入してあることが好ましい。
一方、水分の影響を排除すべく、間隙を真空としたり、かかる間隙に、吸湿性化合物を封入したりすることも好ましい。
7). Others Although not shown, the periphery of the display area of the organic EL element is sealed with a predetermined member while using an epoxy resin or an acrylic resin to eliminate the influence of moisture and enhance durability. Preferably there is.
An inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil is preferably injected into the gap between the display area of the organic EL element and the predetermined member.
On the other hand, in order to eliminate the influence of moisture, it is also preferable to make the gap a vacuum or to enclose a hygroscopic compound in the gap.

以下、実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

[実施例1]
1.有機発光材料の製造
まず、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンから、式(3)で表される1,4−ビス{4−(ジフェニルアミノ)フェニル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(以下、DPAPFPと称する場合がある。)を合成した。
すなわち、滴下装置及び撹拌装置付きの容器内に、原料化合物として、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(市販品、608mg、2mmol)を収容した後、窒素雰囲気化、テトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム(0)(200mg、0.17mmol)と、炭酸カリウム(2.54mg、18mmol)と、50mlのテトラヒドロフラン(THF)と、12mlの水とを加えて、脱気した後、60℃に加熱した。
次いで、1,4−{4-(ジフェニルアミノ)フェニル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(市販品、1485mg、4mmol)を10mlのTHFに溶解させて脱気してなる液状物を、12時間かけて滴下し、さらに60℃、22時間の条件で加熱撹拌し、反応溶液とした。
次いで、得られた反応溶液から溶媒を蒸発乾固(エバポレート)し、生じた残留固体物を濾取し、さらに、その残留固体物を、ジクロロメタンに溶解させ、溶液を水および飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を蒸発乾固(エバポレート)して、更なる残留固体物を濾取した。
最後に、得られた残留固体物につき、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、ジクロロメタン/ヘキサンを用いて再結晶させることにより、白色粉末として、式(3)で表される1,4−ビス{4−(ジフェニルアミノ)フェニル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(DPAPFP、675mg、1.06mmol、収率53%)を得た。
[Example 1]
1. Production of Organic Luminescent Material First, 1,4-bis {4- (diphenylamino) phenyl} -2 represented by the formula (3) from 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene , 3,5,6-tetrafluorobenzene (hereinafter sometimes referred to as DPAPFP) was synthesized.
That is, after storing 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene (commercial product, 608 mg, 2 mmol) as a raw material compound in a container equipped with a dropping device and a stirrer, the atmosphere was changed to a nitrogen atmosphere. , Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (200 mg, 0.17 mmol), potassium carbonate (2.54 mg, 18 mmol), 50 ml tetrahydrofuran (THF), and 12 ml water were added to degas. And then heated to 60 ° C.
Next, 1,4- {4- (diphenylamino) phenyl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (commercial product, 1485 mg, 4 mmol) was dissolved in 10 ml of THF. The degassed liquid was dropped over 12 hours, and further heated and stirred at 60 ° C. for 22 hours to obtain a reaction solution.
Then, the solvent is evaporated to dryness (evaporation) from the obtained reaction solution, and the resulting residual solid is collected by filtration. Further, the residual solid is dissolved in dichloromethane, and the solution is washed with water and saturated brine. After drying with magnesium sulfate, the solvent was evaporated to dryness and further residual solid was collected by filtration.
Finally, the obtained solid residue is purified by silica gel column chromatography and recrystallized using dichloromethane / hexane to give 1,4-bis { 4- (Diphenylamino) phenyl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene (DPAPFP, 675 mg, 1.06 mmol, 53% yield) was obtained.

2.有機発光材料による薄膜形成
シリコン基板(大きさ:10mm×10mm×0.7mm)上に、真空蒸着法を用いて、得られた有機発光材料(DPAPFP)からなる薄膜(厚さ:50nm)を形成した。
なお、蒸着条件としては、以下のとおりである。
製膜装置:超精密アラインメント機構付き蒸着装置E−180−S((株)エイエルエステクノロジ−製)
製膜速度:1.0Å/sec.
製膜圧力:2.0×10-4Pa
製膜時間:9.3分
2. Thin film formation using organic light-emitting material A thin film (thickness: 50 nm) made of the organic light-emitting material (DPAPFP) is formed on a silicon substrate (size: 10 mm × 10 mm × 0.7 mm) by vacuum evaporation. did.
In addition, as vapor deposition conditions, it is as follows.
Film forming device: E-180-S with ultra-precise alignment mechanism (manufactured by ALS Technology Co., Ltd.)
Film forming speed: 1.0 cm / sec.
Film forming pressure: 2.0 × 10 −4 Pa
Film forming time: 9.3 minutes

3.有機発光材料の評価
(1)オーダーパラメータ(S)評価
シリコン基板上に得られた有機発光材料(DPAPFP)の薄膜につき、エリプソメーター(J.A.ウーラム社製M-2000)を用いて、基板に対する角度を変えて入射される偏光の、反射されてくる偏光状態の変化として振幅比および位相差(PsiとDelta)を測定した。そして、これらの値をもとに、想定される光学モデルを構築するとともに、両者の平均二乗誤差が最小となるようにフィッティングを行い、消衰係数等を算出し、下記式(1)に準じて、オーダーパラメータ(S)を求めた。得られた結果を表1に示す。
なお、光学モデルの構築、光学モデルと実測値の平均二乗誤差を最小にするためのフィッティング等は、エリプソメトリーデータ解析用ソフトであるWASE32(J.A.ウーラム社製)を用いて行った。
3. Evaluation of organic light emitting material (1) Evaluation of order parameter (S) Substrate using an ellipsometer (M-2000 manufactured by JA Woollam Co., Ltd.) for a thin film of organic light emitting material (DPAPFP) obtained on a silicon substrate. The amplitude ratio and the phase difference (Psi and Delta) were measured as changes in the polarization state of the polarized light incident at different angles with respect to. Based on these values, an assumed optical model is constructed, fitting is performed so that the mean square error between the two is minimized, an extinction coefficient is calculated, and the following equation (1) is applied. Thus, the order parameter (S) was obtained. The obtained results are shown in Table 1.
The construction of the optical model, the fitting for minimizing the mean square error between the optical model and the actual measurement value, etc. were performed using WASE32 (manufactured by JA Woollam Co., Ltd.) which is software for ellipsometry data analysis.

Figure 0005625140
Figure 0005625140

ここで、式(1)中、記号kは消衰係数であり、添え字oおよびeは、それぞれ基板に対してxy方向(平面方向)、およびz方向(垂直方向)における消衰係数であること示している。そして、得られた有機発光材料(DPAPFP)の消衰係数(k)は、上述したエリプソメーターを用いて測定することができる。図8に、得られた消衰係数チャートを縦軸に、波長を横軸にとって、それぞれ示す。
その他、式(1)中、θは、XYZ軸からなる立体空間において、垂直軸であるZ軸と、有機発光材料の分子の仮想軸線方向と、がなす角度を意味している。
Here, in Equation (1), symbol k is an extinction coefficient, and suffixes o and e are extinction coefficients in the xy direction (plane direction) and z direction (vertical direction) with respect to the substrate, respectively. It shows that. And the extinction coefficient (k) of the obtained organic luminescent material (DPAPFP) can be measured using the ellipsometer mentioned above. FIG. 8 shows the obtained extinction coefficient chart on the vertical axis and the wavelength on the horizontal axis.
In addition, in Formula (1), (theta) means the angle which the Z axis | shaft which is a perpendicular axis, and the virtual axis direction of the molecule | numerator of an organic light emitting material make in the three-dimensional space which consists of an XYZ axis.

(2)水平配向性評価
また、上述したオーダーパラメータ(S)の値から、垂直軸であるZ軸と、有機発光材料の分子の仮想軸線方向と、がなす角度(θ)を算出し、さらに、水平配向性の指標として、基板と、有機発光材料(DPAPFP)の分子仮想軸線方向とがなす角度、すなわち、水平角(θ2=90−θ)を算出した。得られた結果を表1に示す。
(2) Horizontal orientation evaluation Further, from the value of the order parameter (S) described above, an angle (θ) formed by the Z axis that is the vertical axis and the virtual axis direction of the molecule of the organic light emitting material is calculated. As an index of horizontal orientation, an angle formed by the substrate and the virtual axis direction of the organic light emitting material (DPAPFP), that is, a horizontal angle (θ2 = 90−θ) was calculated. The obtained results are shown in Table 1.

(3)発光量子収率
得られた有機発光材料(DPAPFP)の薄膜につき、絶対PL量子収率測定装置(Quantaurus−QY C11347−01、浜松ホトニクス(株)製)を用いて、所定波長(337nm)での発光量子収率(内部量子効率)を測定した。得られた結果を表1に示す。
(3) Luminescence quantum yield About the thin film of the obtained organic luminescent material (DPAPFP), using an absolute PL quantum yield measuring apparatus (Quantaurus-QY C11347-01, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), a predetermined wavelength (337 nm). ) Quantum yield (internal quantum efficiency) was measured. The obtained results are shown in Table 1.

(4)NMR
得られた有機発光材料(DPAPFP)のNMR(核磁気共鳴)を、JNM−EPC400(JEOL社製)を用いて、重クロロホルム溶媒に溶解させた状態で測定した。得られたNMRチャートを、図9に示す。
(4) NMR
NMR (nuclear magnetic resonance) of the obtained organic light emitting material (DPAPFP) was measured using JNM-EPC400 (manufactured by JEOL) in a state dissolved in a deuterated chloroform solvent. The obtained NMR chart is shown in FIG.

(5)FT−IR
得られた有機発光材料(DPAPFP)のFT−IRチャートを、FT/IRー6100(JASCO社製)を用いて、KBr錠剤法により測定した。得られたFT−IRチャートを、図10に示す。
(5) FT-IR
The FT-IR chart of the obtained organic light emitting material (DPAPFP) was measured by KBr tablet method using FT / IR-6100 (manufactured by JASCO). The obtained FT-IR chart is shown in FIG.

(6)光吸収波長スペクトルおよび発光ピーク
得られた有機発光材料(DPAPFP)の光吸収波長スペクトルを、紫外可視分光光度計であるUV−2550((株)島津製作所製)を用いて測定した。
そして、さらに、得られた有機発光材料(DPAPFP)における発光強度(蛍光発光スペクトル)を分光蛍光光度計であるFP−6500(JASCO社製)を使用して測定した。
得られた光吸収波長スペクトルを、図11に示し、さらに、得られた蛍光発光スペクトルを図12に示す。
(6) Light absorption wavelength spectrum and emission peak The light absorption wavelength spectrum of the obtained organic light emitting material (DPAPFP) was measured using UV-2550 (manufactured by Shimadzu Corporation) which is an ultraviolet-visible spectrophotometer.
Further, the emission intensity (fluorescence emission spectrum) in the obtained organic light emitting material (DPAPFP) was measured using a spectrofluorometer FP-6500 (manufactured by JASCO).
The obtained light absorption wavelength spectrum is shown in FIG. 11, and the obtained fluorescence emission spectrum is shown in FIG.

(7)J−V特性
得られた有機発光材料(DPAPFP)を用いて、以下の有機EL素子を構成した。次いで、J−V特性(電流密度VS電圧)を測定した。得られたJ−V特性曲線を、ラインAとして、図1に示す。また、代表的な電圧(4V、4.5Vおよび5V)における電流密度を、表1に示す。
(有機EL素子の構成)
ITO(100nm)/TPD(50nm)/6wt%Ir(ppy)2Pc−DPAPFP(20nm)/TPBi(50nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm)
すなわち、陽極として、厚さ100nmのインジウムスズ酸化物膜が蒸着されたガラス基板(縦12mm×横12mm×厚さ1mm)を準備した。
その上に、正孔輸送層として、N,N´−ビス(3−メチルフェニル)−N,N´−ビス(フェニル)−ベンジジン蒸着層(TPD、50nm)と、発光層として、(ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)(2−(3−(2−オキソ−2H−クロメニル))ピリジナト−N,C4’)イリジウム(III)、以下、Ir(ppy)2Pcと称する場合がある。)を6重量%の濃度で含むDPAPFP蒸着層(20nm)と、電子輸送層として、2,2´,2´´−(1,3,5−ベンジントリル)−トリス(1−フェニル−1−H−ベンゾイミダゾール)蒸着層(TPBi、50nm)と、陰極として、LiF蒸着層(0.1nm)及びAl蒸着層(100nm)と、をそれぞれ積層するとともに、電源を接続して、有機EL素子とした。
なお、蒸着条件としては、以下のとおりである。
製膜装置:超精密アラインメント機構付き蒸着装置E−180−S((株)エイエルエステクノロジ−製)
製膜速度:ホスト1.0Å/sec.、ドーパント0.007Å/sec.
製膜圧力:2.0×10-4Pa
製膜時間:3.7分
(7) J-V characteristics The following organic EL element was comprised using the obtained organic luminescent material (DPAPFP). Next, J-V characteristics (current density VS voltage) were measured. The obtained JV characteristic curve is shown in FIG. Table 1 shows current densities at typical voltages (4 V, 4.5 V, and 5 V).
(Configuration of organic EL element)
ITO (100 nm) / TPD (50 nm) / 6 wt% Ir (ppy) 2 Pc-DPAPFP (20 nm) / TPBi (50 nm) / LiF (0.5 nm) / Al (100 nm)
That is, a glass substrate (12 mm long × 12 mm wide × 1 mm thick) on which an indium tin oxide film having a thickness of 100 nm was deposited was prepared as an anode.
On top of that, N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine vapor deposition layer (TPD, 50 nm) as a hole transport layer and (Bis ( 2-phenylpyridinato-N, C2 ) (2- (3- (2-oxo-2H-chromenyl)) pyridinato-N, C4 ) iridium (III), hereinafter Ir (ppy) 2 Pc DPAPFP vapor-deposited layer (20 nm) containing 6% by weight), and 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benztolyl) -tris (as an electron transporting layer). 1-Phenyl-1-H-benzimidazole) vapor deposition layer (TPBi, 50 nm) and, as a cathode, a LiF vapor deposition layer (0.1 nm) and an Al vapor deposition layer (100 nm) are laminated and connected to a power source. Thus, an organic EL element was obtained.
In addition, as vapor deposition conditions, it is as follows.
Film forming device: E-180-S with ultra-precise alignment mechanism (manufactured by ALS Technology Co., Ltd.)
Film forming speed: Host 1.0 kg / sec. , Dopant 0.007 Å / sec.
Film forming pressure: 2.0 × 10 −4 Pa
Film forming time: 3.7 minutes

(8)外部量子効率
J−V特性を測定したのと同様の有機EL素子を構成し、その外部量子効率を測定した。すなわち、得られた外部量子効率を、電流密度との関係として測定し、得られた特性曲線を図2(a)に示す。また、代表的な電流密度(1×10−3mA/cm、1×10−1mA/cm及び1×10mA/cm)における外部量子効率を、表1に示す。
(8) External quantum efficiency The organic EL element similar to the JV characteristic was measured, and the external quantum efficiency was measured. That is, the obtained external quantum efficiency is measured as a relationship with the current density, and the obtained characteristic curve is shown in FIG. Table 1 shows external quantum efficiencies at typical current densities (1 × 10 −3 mA / cm 2 , 1 × 10 −1 mA / cm 2, and 1 × 10 1 mA / cm 2 ).

[参考例2]
参考例2では、有機発光材料として式(4)で表される1,4−ビス{4−(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンを合成し、実施例1と同様に評価した。
したがって、得られた有機発光材料について、図14(a)に、NMRチャートを示し、図14(b)にFT−IRチャートを示し、図15(a)に消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係図、図15(b)に光吸収波長スペクトルを、さらに、図15(c)に蛍光発光スペクトルをそれぞれ示す。
[ Reference Example 2]
In Reference Example 2, 1,4-bis {4- (dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene represented by the formula (4) is synthesized as an organic light emitting material. Evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
Therefore, FIG. 14 (a) shows the NMR chart, FIG. 14 (b) shows the FT-IR chart, and FIG. 15 (a) shows the anisotropic extinction coefficient (k) for the obtained organic light emitting material. FIG. 15B shows a light absorption wavelength spectrum, and FIG. 15C shows a fluorescence emission spectrum.

まず、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンから、式(4)で表される1,4−ビス{4−(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンを合成した。
すなわち、滴下装置及び撹拌装置付きの容器内に、原料化合物として、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(市販品、616mg、2mmol)を収容した後、窒素雰囲気化、テトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム(0)(200mg、0.17mmol)と、炭酸カリウム(2.54mg、18mmol)と、50mlのテトラヒドロフラン(THF)と、12mlの水とを加えて、脱気した後、60℃に加熱した。
次いで、2−{4-(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(1.597mg、4mmol)を10mlのTHFに溶解させて脱気してなる液状物を、12時間かけて滴下し、さらに60℃、72時間の条件で加熱撹拌し、反応溶液とした。
次いで、得られた反応溶液から溶媒を蒸発乾固(エバポレート)し、生じた残留固体物を濾取し、さらに、その残留固体物を、ジクロロメタンに溶解させ、溶液を水および飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を蒸発乾固(エバポレート)して、更なる残留固体物を濾取した。
最後に、得られた残留固体物につき、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、ジクロロメタン/ヘキサンを用いて再結晶させることにより、白色粉末として、式(4)で表される1,4−ビス{4−(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(881mg、1.27mmol、収率63%)を得た。
First, 1,4-bis {4- (dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -2 represented by the formula (4) from 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene 3,5,6-tetrafluorobenzene was synthesized.
That is, after storing 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene (commercial product, 616 mg, 2 mmol) as a raw material compound in a container equipped with a dropping device and a stirrer, the atmosphere was changed to a nitrogen atmosphere. , Tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (200 mg, 0.17 mmol), potassium carbonate (2.54 mg, 18 mmol), 50 ml tetrahydrofuran (THF), and 12 ml water were added to degas. And then heated to 60 ° C.
Next, 2- {4- (dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (1.597 mg, 4 mmol) was dissolved in 10 ml of THF. The liquid material which was deaerated and dropped was dropped over 12 hours, and further heated and stirred at 60 ° C. for 72 hours to obtain a reaction solution.
Then, the solvent is evaporated to dryness (evaporation) from the obtained reaction solution, and the resulting residual solid is collected by filtration. Further, the residual solid is dissolved in dichloromethane, and the solution is washed with water and saturated brine. After drying with magnesium sulfate, the solvent was evaporated to dryness and further residual solid was collected by filtration.
Finally, the obtained solid residue is purified by silica gel column chromatography and recrystallized using dichloromethane / hexane to give 1,4-bis { 4- (Dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene (881 mg, 1.27 mmol, 63% yield) was obtained.

[実施例3]
実施例3では、有機発光材料として式(8)で表される1,4−ビス{4−(ジ−tert−ブチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンを合成し、実施例1と同様に評価した。
したがって、得られた有機発光材料について、図16(a)に、NMRチャートを示し、図16(b)にFT−IRチャートを示し、図17(a)に消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係図を、図17(b)に光吸収波長スペクトルを、さらに、図17(c)に蛍光発光スペクトルをそれぞれ示す。
[Example 3]
In Example 3, 1,4-bis {4- (di-tert-butylphenylamino) phenyl-1-yl} -2,3,5,6-tetra represented by the formula (8) is used as the organic light-emitting material. Fluorobenzene was synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1.
Therefore, FIG. 16A shows an NMR chart, FIG. 16B shows an FT-IR chart, and FIG. 17A shows an anisotropic extinction coefficient (k) for the obtained organic light-emitting material. FIG. 17 (b) shows a light absorption wavelength spectrum, and FIG. 17 (c) shows a fluorescence emission spectrum.

まず、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンから、式(8)で表される1,4−ビス{4−(ジ−tert−ブチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンを合成した。
すなわち、滴下装置及び撹拌装置付きの容器内に、原料化合物として、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(市販品、462mg、1.5mmol)を収容した後、窒素雰囲気化、テトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム(0)(150mg、0.13mmol)と、炭酸カリウム(1.91mg、13.5mmol)と、30mlのテトラヒドロフラン(THF)と、9mlの水とを加えて、脱気した後、60℃に加熱した。
次いで、2−{4-(ジ−tert−ブチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(1.450mg、3mmol)を15mlのTHFに溶解させて脱気してなる液状物を、12時間かけて滴下し、さらに60℃、48時間の条件で加熱撹拌し、反応溶液とした。
次いで、得られた反応溶液から溶媒を蒸発乾固(エバポレート)し、生じた残留固体物を濾取し、さらに、その残留固体物を、ジクロロメタンに溶解させ、溶液を水および飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を蒸発乾固(エバポレート)して、更なる残留固体物を濾取した。
最後に、得られた残留固体物につき、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、ジクロロメタン/ヘキサンを用いて再結晶させることにより、白色粉末として、式(8)で表される1,4−ビス{4−(ジ−tert−ブチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(1.013mg、1.18mmol、収率79%)を得た。
First, 1,4-bis {4- (di-tert-butylphenylamino) phenyl-1- represented by the formula (8) from 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene Yl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene was synthesized.
That is, after storing 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene (commercial product, 462 mg, 1.5 mmol) as a raw material compound in a container equipped with a dropping device and a stirring device, Add atmosphere, add tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (150 mg, 0.13 mmol), potassium carbonate (1.91 mg, 13.5 mmol), 30 ml tetrahydrofuran (THF) and 9 ml water. After deaeration, the mixture was heated to 60 ° C.
Then, 15 ml of 2- {4- (di-tert-butylphenylamino) phenyl-1-yl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (1.450 mg, 3 mmol) A liquid obtained by dissolving in THF and degassing was dropped over 12 hours, and further heated and stirred at 60 ° C. for 48 hours to obtain a reaction solution.
Then, the solvent is evaporated to dryness (evaporation) from the obtained reaction solution, and the resulting residual solid is collected by filtration. Further, the residual solid is dissolved in dichloromethane, and the solution is washed with water and saturated brine. After drying with magnesium sulfate, the solvent was evaporated to dryness and further residual solid was collected by filtration.
Finally, the obtained solid residue is purified by silica gel column chromatography and recrystallized using dichloromethane / hexane to give 1,4-bis { 4- (Di-tert-butylphenylamino) phenyl-1-yl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene (1.013 mg, 1.18 mmol, 79% yield) was obtained.

[実施例4]
実施例4では、有機発光材料として式(9)で表される1−{4−(ジフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4−{4−(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンを合成し、実施例1と同様に評価した。
したがって、得られた有機発光材料について、図18(a)に、NMRチャートを示し、図18(b)にFT−IRチャートを示し、図19(a)に消衰係数(k)の異方性と、波長(λ)との関係図を、図19(b)に光吸収波長スペクトルを、さらに、図19(c)に蛍光発光スペクトルをそれぞれ示す。
[Example 4]
In Example 4, 1- {4- (diphenylamino) phenyl-1-yl} -4- {4- (dimethylphenylamino) phenyl-1-yl}-represented by the formula (9) as an organic light-emitting material 2,3,5,6-tetrafluorobenzene was synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1.
Accordingly, FIG. 18A shows an NMR chart, FIG. 18B shows an FT-IR chart, and FIG. 19A shows an anisotropic extinction coefficient (k) for the obtained organic light emitting material. FIG. 19B shows a light absorption wavelength spectrum, and FIG. 19C shows a fluorescence emission spectrum.

まず、1,4−ジブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンから、式(9)で表される1−{4−(ジフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4−{4−(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンを合成した。
すなわち、滴下装置及び撹拌装置付きの容器内に、原料化合物として、1−{4−(ジフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4−ブロモ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(473mg、1mmol)を収容した後、窒素雰囲気化、テトラキス(トリフェニルフォスフィン)パラジウム(0)(100mg、0.09mmol)と、炭酸カリウム(1.27mg、9.0mmol)と、25mlのテトラヒドロフラン(THF)と、6mlの水とを加えて、脱気した後、60℃に加熱した。
次いで、2−{4-(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(423mg、1mmol)を5mlのTHFに溶解させて脱気してなる液状物を、12時間かけて滴下し、さらに60℃、15時間の条件で加熱撹拌し、反応溶液とした。
次いで、得られた反応溶液から溶媒を蒸発乾固(エバポレート)し、生じた残留固体物を濾取し、さらに、その残留固体物を、ジクロロメタンに溶解させ、溶液を水および飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、溶媒を蒸発乾固(エバポレート)して、更なる残留固体物を濾取した。
最後に、得られた残留固体物につき、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、ジクロロメタン/ヘキサンを用いて再結晶させることにより、白色粉末として、式(9)で表される1−{4−(ジフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−4−{4−(ジメチルフェニルアミノ)フェニル−1−イル}−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼン(221mg、0.33mmol、収率33%)を得た。
First, 1- {4- (diphenylamino) phenyl-1-yl} -4- {4- represented by the formula (9) from 1,4-dibromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene. (Dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene was synthesized.
That is, 1- {4- (diphenylamino) phenyl-1-yl} -4-bromo-2,3,5,6-tetrafluorobenzene (473 mg) was used as a raw material compound in a container equipped with a dropping device and a stirring device. 1 mmol), nitrogen atmosphere, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (100 mg, 0.09 mmol), potassium carbonate (1.27 mg, 9.0 mmol) and 25 ml of tetrahydrofuran (THF). ) And 6 ml of water, and after deaeration, heated to 60 ° C.
Next, 2- {4- (dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane (423 mg, 1 mmol) was dissolved in 5 ml of THF. The degassed liquid was added dropwise over 12 hours, and further heated and stirred at 60 ° C. for 15 hours to obtain a reaction solution.
Then, the solvent is evaporated to dryness (evaporation) from the obtained reaction solution, and the resulting residual solid is collected by filtration. Further, the residual solid is dissolved in dichloromethane, and the solution is washed with water and saturated brine. After drying with magnesium sulfate, the solvent was evaporated to dryness and further residual solid was collected by filtration.
Finally, the obtained residual solid is purified by silica gel column chromatography and recrystallized using dichloromethane / hexane to give 1- {4- (1) represented by the formula (9) as a white powder. Diphenylamino) phenyl-1-yl} -4- {4- (dimethylphenylamino) phenyl-1-yl} -2,3,5,6-tetrafluorobenzene (221 mg, 0.33 mmol, 33% yield) Got.

[比較例1]
比較例1では、ホスト材料として、式(20)で表わされる4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(CBPと称する場合がある。)を用い、実施例1と同様に、オーダーパラメータ(S)等を評価したり、有機EL素子を構成して、J−V特性や外部量子効率等を評価した。
図1に、ラインBとして、得られたJ−V特性曲線を示し、図2(b)に、得られた外部量子効率を、電流密度との関係として示す。
そして、代表的な電圧(4V、4.5Vおよび5V)における電流密度、および、代表的な電流密度(1×10−3mA/cm2、1×10−1mA/cm2および1×101mA/cm2)における外部量子効率をそれぞれ表1に示す。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (sometimes referred to as CBP) represented by the formula (20) is used as the host material, and the order parameter ( S) or the like was evaluated, or an organic EL element was configured to evaluate JV characteristics, external quantum efficiency, and the like.
FIG. 1 shows the obtained JV characteristic curve as line B, and FIG. 2B shows the obtained external quantum efficiency as a relationship with the current density.
The current density at typical voltages (4 V, 4.5 V, and 5 V), and the typical current densities (1 × 10 −3 mA / cm 2 , 1 × 10 −1 mA / cm 2 and 1 × 10). Table 1 shows the external quantum efficiencies at 1 mA / cm 2 ).

Figure 0005625140
Figure 0005625140

Figure 0005625140
Figure 0005625140

実施例1、3、4、参考例2において、いずれもオーダーパラメータは、いずれも−0.34以下の値および水平角は、19°以下の値となり、水平配向性に優れた有機発光材料が得られた。
また、分子構造が非対称形である有機発光材料を用いた実施例4では、80%以上の高い発光量子収率が得られた。
一方、比較例1の化合物は、オーダーパラメータは、0.1であり、複数の分子が存在した場合にランダムに配向しており、非水平配向であった。

In Examples 1, 3, 4 and Reference Example 2 , all of the order parameters are −0.34 or less and the horizontal angle is 19 ° or less, and an organic light-emitting material having excellent horizontal orientation is obtained. Obtained.
In Example 4 using an organic light emitting material having an asymmetric molecular structure, a high emission quantum yield of 80% or more was obtained.
On the other hand, the compound of Comparative Example 1 had an order parameter of 0.1, was randomly oriented when a plurality of molecules existed, and was non-horizontal.

以上、詳述したように、本発明によれば、製膜した場合に、優れた水平配向性等を示すホスト材料としての有機発光材料、そのような有機発光材料の効率的な製造方法、及び低電圧の印加であっても、相対的に高電流値が得られ、さらには、低電流の注入によっても、高い外部量子効率(EQE)を示す有機EL素子(リン光発光素子)が得られるようになった。
また、本発明の有機発光材料の製造方法によれば、特に、第3工程において、所定のボロン酸エステルを、ハロゲン化アリールに対して、滴下しながら、クロスカップリングさせることによって、所定のボロン酸エステルをフレッシュのまま使用することができ、通常、反応性が低いと言われているハロゲン化アリールに対しても、飛躍的に反応収率を向上させることができるようになった。
As described above in detail, according to the present invention, when a film is formed, an organic light-emitting material as a host material exhibiting excellent horizontal orientation and the like, an efficient method for producing such an organic light-emitting material, and Even when a low voltage is applied, a relatively high current value can be obtained, and furthermore, an organic EL element (phosphorescent light emitting element) exhibiting a high external quantum efficiency (EQE) can be obtained by injection of a low current. It became so.
Further, according to the method for producing an organic light-emitting material of the present invention, in particular, in the third step, a predetermined boronic ester is dropped with respect to the aryl halide while being cross-coupled. The acid ester can be used as fresh, and the reaction yield can be dramatically improved even for aryl halides which are usually said to have low reactivity.

10 :ホスト材料(ホスト材料の分子)
10´:ドナー・アクセプター型分子構造
12 :基板(ガラス基板)
20 :ドーパント材料
30 :非水平配向性ホスト材料(ホスト材料の分子)
110、111:有機EL素子
101:透明基板
102:陽極
103:正孔輸送層
104:発光層
105:正孔ブロッキング層
106:電子輸送層
107:陰極
107a:電子注入層
10: Host material (molecule of host material)
10 ': Donor-acceptor type molecular structure 12: Substrate (glass substrate)
20: Dopant material 30: Non-horizontal orientation host material (molecule of host material)
110, 111: Organic EL element 101: Transparent substrate 102: Anode 103: Hole transport layer 104: Light emitting layer 105: Hole blocking layer 106: Electron transport layer 107: Cathode 107a: Electron injection layer

Claims (10)

下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられることを特徴とする有機発光材料。
Figure 0005625140

(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
A donor represented by the following general formula (1), comprising an electron-accepting tetrafluoroarylene structure at a central site and a diphenylamine structure at each end via an electron-donating arylene group An organic light emitting material having an acceptor type molecular structure and used as a host material.
Figure 0005625140

(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )
消衰係数の異方性から算出されるオーダーパラメータを−0.5〜−0.1の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1に記載の有機発光材料。 The organic light-emitting material according to claim 1, wherein the order parameter calculated from the anisotropy of the extinction coefficient is set to a value in the range of -0.5 to -0.1. XYZ軸からなる立体空間において、垂直軸であるZ軸と、有機発光材料の分子の仮想軸線方向と、がなす角をθとしたときに、(90−θ)で表わされる水平角(θ2)を31°以下の値とすることを特徴とする請求項1または2に記載の有機発光材料。 In a three-dimensional space composed of XYZ axes, a horizontal angle (θ2) represented by (90−θ), where θ is an angle formed by the Z axis that is the vertical axis and the virtual axis direction of the molecule of the organic light emitting material. the organic light-emitting material according to claim 1 or 2, characterized in that the the 31 ° following values. 下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられる有機発光材料の製造方法であって、
1,4−ジハロゲン化テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化アリールを準備する第1工程と、
置換基R1〜R2を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第1のボロン酸エステル、および置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなる第2のボロン酸エステルをそれぞれ準備する第2工程と、
前記ハロゲン化アリールの片末端のハロゲンと、前記第1のボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせた後、前記ハロゲン化アリールのもう一方の片末端のハロゲンと、前記第2のボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせる第3工程と、
を含むことを特徴とする有機発光材料の製造方法。
Figure 0005625140

(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hが、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
A donor represented by the following general formula (1), comprising an electron-accepting tetrafluoroarylene structure at a central site and a diphenylamine structure at each end via an electron-donating arylene group A method for producing an organic light emitting material having an acceptor type molecular structure and used as a host material,
A first step of preparing an aryl halide comprising a 1,4-dihalogenated tetrafluoroarylene;
A first boronic acid ester comprising a paraaminoaryl boronic acid ester having substituents R 1 to R 2 and a second boronic acid ester comprising a paraaminoaryl boronic acid ester having substituents R 3 to R 4 are prepared. A second step;
After the halogen at one end of the aryl halide and the first boronic ester are cross-coupled by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile, the other end of the aryl halide is A third step of cross-coupling the halogen and the second boronic acid ester by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile;
A method for producing an organic light-emitting material comprising:
Figure 0005625140

(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )
前記第3工程において、前記ハロゲン化アリールに対して、前記第1のボロン酸エステルおよび前記第2のボロン酸エステルを、それぞれ滴下しながら、クロスカップリングさせることを特徴とする請求項に記載の有機発光材料の製造方法。 In the third step, with respect to the aryl halide, the first boronic acid ester and the second boronic acid esters, with each dropwise addition, according to claim 4, characterized in that the cross-coupling The manufacturing method of organic luminescent material. 下記一般式(1´)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有し、ホスト材料として用いられる有機発光材料の製造方法であって、
1,4−ジハロゲン化テトラフルオロアリーレンからなるハロゲン化アリールを準備する第1工程と、
置換基R1〜R2または置換基R3〜R4を有するパラアミノアリールボロン酸エステルからなるボロン酸エステルを準備する第2工程と、
前記ハロゲン化アリールと、前記ボロン酸エステルと、をパラジウム触媒と塩基の求核種の作用により、クロスカップリングさせる第3工程と、
を含むことを特徴とする有機発光材料の製造方法。
Figure 0005625140

(一般式(1´)中、置換基R1〜R2(または、R3〜R4)およびa〜d(または、e〜h)は、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 1 〜R 2 (または、R 3 〜R 4 )が共にメチル基である場合は除く。
It is represented by the following general formula (1 ′), and comprises an electron acceptor tetrafluoroarylene structure at the central portion and a diphenylamine structure at both ends via an electron donor arylene group, respectively. A method for producing an organic light-emitting material having a donor-acceptor type molecular structure and used as a host material,
A first step of preparing an aryl halide comprising a 1,4-dihalogenated tetrafluoroarylene;
A second step of preparing a boronic acid ester comprising a paraaminoaryl boronic acid ester having substituents R 1 to R 2 or substituents R 3 to R 4 ;
A third step in which the aryl halide and the boronic ester are cross-coupled by the action of a palladium catalyst and a base nucleophile;
A method for producing an organic light-emitting material comprising:
Figure 0005625140

(In the general formula (1 ′), the substituents R 1 to R 2 (or R 3 to R 4 ) and a to d (or e to h) are each independently a hydrogen atom or a carbon number of 1 -4 alkyl group, except that R 1 to R 2 (or R 3 to R 4 ) are both methyl groups. )
前記第3工程において、前記ハロゲン化アリールに対して、前記ボロン酸エステルを、滴下しながら、クロスカップリングさせることを特徴とする請求項に記載の有機発光材料の製造方法。 The method for producing an organic light-emitting material according to claim 6 , wherein in the third step, the boronic acid ester is cross-coupled to the aryl halide while dropping. 下記一般式(1)で表わされ、中心部位に、電子アクセプター性のテトラフルオロアリーレン構造と、その両末端に、電子ドナー性のアリーレン基を介して、それぞれジフェニルアミン構造と、を含んでなるドナー・アクセプター型分子構造を有する有機発光材料をホスト材料とし、それにドーパント材料を配合してなる発光層を備えることを特徴とする有機発光素子。
Figure 0005625140

(一般式(1)中、置換基R1〜R4およびa〜hは、それぞれ独立しており、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であって、但し、R 〜R が共にメチル基である場合は除く。
A donor represented by the following general formula (1), comprising an electron-accepting tetrafluoroarylene structure at a central site and a diphenylamine structure at each end via an electron-donating arylene group An organic light-emitting device comprising a light-emitting layer in which an organic light-emitting material having an acceptor-type molecular structure is used as a host material and a dopant material is blended therewith.
Figure 0005625140

(In the general formula (1), the substituents R 1 to R 4 and a to h are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms , provided that R 1 to R 4 are Except when both are methyl groups. )
前記ドーパント材料が、イリジウム錯体化合物およびプラチナ錯体化合物、あるいはいずれか一方であることを特徴とする請求項に記載の有機発光素子。 The organic light emitting device according to claim 8 , wherein the dopant material is an iridium complex compound or a platinum complex compound, or one of them. 前記ドーパント材料が、下記一般式(2)で表わされる、直鎖状の共役系構造と、2−フェニルピリジン配位子と、配位金属と、アセチルアセトナート配位子と、を分子内に有する水平配向性化合物であることを特徴とする請求項に記載の有機発光素子。
Figure 0005625140

(一般式(2)中、R5及びR6は、それぞれ独立しており、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20の置換アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20の置換アリール基、ハロゲン原子、またはアミノ基であり、a〜l、o〜sは、それぞれ独立しており、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20の置換アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20の置換アリール基、またはハロゲン原子であり、配位金属Mは、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、または金(Au)であり、繰り返し数m及びnは、それぞれ独立しており、0〜4の整数であり、かつ、m+nは少なくとも1以上の整数であり、但し、m+nが1の場合、R 5 およびR 6 が水素原子、炭素数1〜20の非置換アルキル基である場合を除く。
The dopant material comprises a linear conjugated structure represented by the following general formula (2), a 2-phenylpyridine ligand, a coordination metal, and an acetylacetonate ligand in the molecule. The organic light-emitting device according to claim 8 , wherein the organic light-emitting device is a horizontal alignment compound.
Figure 0005625140

(In General Formula (2), R 5 and R 6 are each independently, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, carbon A substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a halogen atom, or an amino group, and a to l and o to s are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. A substituted alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 6-20 substituted aryl group, or a halogen atom, and the coordination metal M is platinum (Pt), iridium (Ir), nickel (Ni) , copper (Cu), or gold (Au), the repeating number m and n each are independently an integer of 0 to 4, and, m + n is Ri least 1 or more integer der, however, when m + n is 1, R 5 and R 6 are hydrogen atoms, Unless an unsubstituted alkyl group of prime 1-20.)
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